Servlet 入門核心知識體系

Servlet 入門核心知識體系

什麼是 Servlet？

Servlet 是運行在 Web 容器（如 Tomcat、Jetty）中的 Java 類別，處理 HTTP 請求並生成響應。它是 Java Web 開發的基石，Spring MVC、Struts 等框架底層皆基於 Servlet API。

核心 API 與介面

Servlet 生命週期

1. 載入與實例化：容器啟動或首次請求時，透過無參建構子建立實例
2. 初始化：呼叫 init(ServletConfig config)，僅執行一次
3. 服務請求：每個請求呼叫 service()，HTTP 請求再分派至 doGet()/doPost() 等
4. 銷毀：容器關閉或重新部署前呼叫 destroy()，釋放資源

部署配置

web.xml 傳統配置

<servlet>
    <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.example.MyServlet</servlet-class>
    <init-param>
        <param-name>configPath</param-name>
        <param-value>/WEB-INF/config.xml</param-value>
    </init-param>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/api/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

Servlet 3.0+ 註解配置（推薦）

@WebServlet(
    urlPatterns = "/api/*",
    initParams = @WebInitParam(name = "configPath", value = "/WEB-INF/config.xml"),
    loadOnStartup = 1
)
public class MyServlet extends HttpServlet {
    @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws ServletException, IOException {
        // 處理 GET 請求
    }
}

請求處理流程

1. 客戶端發送 HTTP 請求
2. Web 容器解析請求，建立 HttpServletRequest / HttpServletResponse
3. 根據 URL 模式匹配 Servlet
4. 呼叫 service() → doGet()/doPost() 等
5. Servlet 邏輯處理，輸出響應
6. 容器將響應發送給客戶端

核心功能實作要點

獲取請求參數

String name = req.getParameter("name");
String[] hobbies = req.getParameterValues("hobby");
Map<String, String[]> allParams = req.getParameterMap();

請求轉發與重導向

// 轉發（伺服器端跳轉，URL 不變，共享 request）
req.getRequestDispatcher("/target.jsp").forward(req, resp);

// 重導向（客戶端跳轉，URL 改變，新 request）
resp.sendRedirect("/another");

Session 管理

HttpSession session = req.getSession();           // 獲取或建立
HttpSession session = req.getSession(false);      // 僅獲取，不存在回傳 null
session.setAttribute("user", userObj);
User user = (User) session.getAttribute("user");
session.invalidate();  // 銷毀 Session

檔案上傳

@MultipartConfig
@WebServlet("/upload")
public class UploadServlet extends HttpServlet {
    @Override protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws ServletException, IOException {
        Part filePart = req.getPart("file");
        String fileName = Paths.get(filePart.getSubmittedFileName()).getFileName().toString();
        try (InputStream in = filePart.getInputStream()) {
            Files.copy(in, Paths.get("/upload/path/" + fileName));
        }
    }
}

Servlet 與 Filter、Listener 的關係

• Filter：請求/響應攔截鏈（編碼、日誌、授權、XSS 防護）
• Listener：監聽 Web 應用事件（ServletContextListener、HttpSessionListener、ServletRequestListener）
• 三者共同構成 Java Web 核心組件模型

常見問題與最佳實踐

1. 執行緒安全：Servlet 實例預設單例多執行緒共享，不要在 Servlet 類別中定義非執行緒安全的實例變數，改用區域變數或 ThreadLocal
2. 流關閉：使用 try-with-resources 確保 InputStream/OutputStream 正確關閉
3. 異常處理：配置 <error-page> 或使用 @ControllerAdvice（Spring MVC）統一處理
4. 非同步處理：Servlet 3.1+ 支援 AsyncContext，長耗時操作可釋放容器執行緒