Java Servlet API 入門核心教程：從架構原理到核心類實戰詳解

Servlet 核心定位

Servlet 是運行在 Web 容器 (如 Tomcat、Jetty) 中的 Java 組件，由容器負責實例化、初始化、請求分發、銷毀。相比傳統 CGI (進程級、性能差、開發繁瑣)，Servlet 具備：

• 線程級並發模型，輕量高效。
• 完整 Java 生態支持 (多線程、連接池、框架集成)。
• 標準化 API (Servlet Spec)，跨容器可移植。
• 豐富生命週期回調 (init、service、destroy)。

開發環境快速搭建

1. JDK 8+ + Maven/Gradle。
2. Servlet API 依賴 (provided scope)：
   <dependency><groupId>javax.servlet</groupId><artifactId>javax.servlet-api</artifactId><version>4.0.1</version><scope>provided</scope></dependency>
3. Web 容器：Tomcat 9/10 (Servlet 4.0/5.0)、Jetty、Undertow。
4. IDE 創建 Web Application 項目，配置 web.xml 或註解開發。

核心類繼承體系與關鍵方法

1. Servlet 介面 (頂層契約)

• init(ServletConfig)：初始化，僅調用一次，載入配置、建立連接池等昂貴資源。
• service(ServletRequest, ServletResponse)：核心請求處理入口，每請求一線程調用。
• destroy()：銷毀前釋放資源 (關閉連接池、線程池、緩存)。
• getServletConfig()、getServletInfo()。

2. GenericServlet (抽象基類，協議無關)

• 實現 Servlet、ServletConfig、Serializable。
• 提供 getInitParameter()、getServletContext()、log() 等便利方法。
• 開發者通常繼承其子類 HttpServlet，而非直接繼承 GenericServlet。

3. HttpServlet (HTTP 協議專用，實戰核心)

• 重寫 service()：根據 HTTP Method 分發至 doGet、doPost、doPut、doDelete、doHead、doOptions、doTrace。
• 核心參數：HttpServletRequest (請求數據、Header、Session、屬性)、HttpServletResponse (狀態碼、Header、輸出流、Cookie)。
• 常用輔助：getRequestDispatcher() 轉發/包含、sendRedirect() 重定向。

4. 會話管理：HttpSession & Cookie

• request.getSession() 獲取/創建會話，服務端存儲狀態 (購物車、用戶身份)。
• Cookie 類：new Cookie(name, value)、setMaxAge(sec)、setPath()、setHttpOnly(true) 防 XSS、setSecure(true) 僅 HTTPS 傳輸。
  響應中添加：response.addCookie(cookie)；請求中讀取：request.getCookies()。

Web.xml 核心配置 vs 註解開發 (Servlet 3.0+)

建議：新項目全面採用註解開發，web.xml 僅用於容器級全局配置 (如 JNDI 數據源、安全約束、錯誤頁面)。

最佳實踐檢查清單

1. 線程安全：Servlet 實例單例多線程共享，**不要**在實例變量中存儲請求級數據，使用局部變量或 ThreadLocal。
2. 資源管理：init() 初始化連接池/線程池，destroy() 確保關閉，防止內存洩漏。
3. 異常處理：統一異常攔截 (Filter 或 error-page)，返回友好錯誤頁/JSON，記錄完整堆棧。
4. 輸入驗證：所有參數經過白名單校驗、長度限制、XSS/SQL注入過濾。
5. 響應設置：明確 setContentType("application/json;charset=UTF-8")、setCharacterEncoding("UTF-8")。
6. 異步處理 (Servlet 3.0+)：長耗時任務 (推送、報表) 使用 request.startAsync() 釋放容器線程，提升吞吐量。

從 Servlet 到 Spring MVC

Spring MVC 的核心 DispatcherServlet 本質是一個 HttpServlet，封裝了參數綁定、視圖解析、異常處理、攔截器鏈等企業級功能。理解 Servlet 原理有助於深度掌握 Spring MVC 運行機制、排查疑難雜症、編寫高性能 Filter/Interceptor。