Servlets

Jesús Arias Fisteus
Curso 2007/2008

Introducción

• Servlet:
  • Programa Java que se ejecuta en un servidor (normalmente de HTTP) y extiende su funcionalidad.
  • Atiende peticiones recibidas desde los clientes y genera las respuestas.

Introducción

• Servlets:
  • Se ejecutan en una máquina virtual dentro del proceso del servidor.
  • Gestionados por un motor de servlets.
  • Cada petición HTTP recibida se procesa en un hilo, e invoca un método del servlet.
  • Además de servidores de HTTP, pueden extender cualquier tipo de servidor (por ejemplo, FTP).

Ventajas fundamentales (I)

• Portabilidad entre plataformas y servidores.
• Potencia:
  • APIs de Java: acceso a red, hilos, manipulación de imágenes, acceso a bases de datos, compresión de datos, internacionalización, RMI, CORBA, serialización de objetos, acceso a directorio, etc.
  • Utilización de código externo, incluído EJBs.

Ventajas fundamentales (II)

• Eficiencia:
  • Instancia permanententemente cargada en memoria por cada servlet.
  • Ejecución de peticiones mediante invocación de un método.
  • Cada petición se ejecuta en un hilo.
  • Mantiene automáticamente su estado y recursos externos: conexiones a bases de datos, conexiones de red, etc.

Ventajas fundamentales (III)

• Seguridad:
  • Lenguaje java: máquina virtual, chequeo de tipos, gestión de memoria, excepciones, etc.
  • Gestor de seguridad de Java.
• Elegancia:
  • Código java: modular, orientado a objetos, limpio y simple.
  • API servlets: potente y fácil de utilizar.

Ventajas fundamentales (IV)

• Integración:
  • Integración fuerte entre servlets y servidor: permite colaboración entre ambos.
• Extensibilidad y flexibilidad:
  • API Servlet extensible.
  • Filtros (cadenas de servlets).
  • Integrable con JSP (Java Server Pages).
• Comunidad grande de desarrolladores.

Concepto de aplicación Web

• Conjunto de servlets, JSPs y otros recursos (ficheros HTML, imágenes, ficheros de configuración, etc.) relacionados entre sí por formar parte de la misma aplicación.
• Los recursos de una aplicación Web comparten un prefijo de URL.
• Una aplicación Web se puede empaquetar en un fichero WAR.

Ciclo de vida de un servlet

• Cuando arranca el servidor:
  • Se crea una instancia.
  • Se inicializa el servlet (método init())
• Cuando llega una petición:
  • Se invoca el método service() sobre un nuevo hilo.
• Cuando se cierra el servidor:
  • Se invoca el método destroy() y después se destruye el servlet.

Consecuencias del ciclo de vida (I)

• Una única máquina virtual:
  • Compartición de datos entre servlets.
• Persistencia de instancias:
  • Consumo reducido de memoria.
  • Eliminación del tiempo de instanciación e inicialización.
  • Persistencia de estado, datos y recursos:
    • Atributos del servlet persistentes.
    • Conexiones permanentes a bases de datos.
  • Persistencia de hilos.

Consecuencias del ciclo de vida (II)

• Necesidad de sincronización:
  • Problemas si se accede a los mismos datos concurrentemente desde distintos hilos (atributos de clase o instancia, base de datos, etc.)
• SingleThreadModel: modo alternativo que evita el acceso concurrente a los atributos de instancia de un servlet manteniendo múltiples instancias de cada uno.

API de servlets

• Conjunto de clases e interfaces que implementan la interfaz entre el servidor y los servlets.
  • Paquete javax.servlet: clases genéricas, válidas para cualquier protocolo.
  • Paquete javax.servlet.http: extiende la API y la concreta para el protocolo HTTP.
• Estas APIs son comunes para todos los servidores capaces de ejecutar servlets.
• La versión más reciente es API Servlet 2.5 (mayo de 2006).
  • ...pero trabajaremos con API Servlet 2.4.

La interfaz Servlet

• Un servlet implementa la interfaz javax.servlet.Servlet.
  • Normalmente hereda la implementación de una de las clases:
    • javax.servlet.GenericServlet
    • javax.servlet.HttpServlet
• Métodos importantes de la interfaz:
  • void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
  • void init(ServletConfig config)
  • void destroy()

El método service()

void service(ServletRequest req, ServletResponse res)

La figura anterior muestra que, cuando una petición llega al servidor, este invoca al método service del servlet correspondiente. Un servlet debe heredar de GenericServlet y sobreescribir su método service. En cualquier caso, se verá más adelante que para servlets HTTP se simplifica esto gracias a la clase HTTPServlet.

Servlets HTTP

• Heredan de HttpServlet, que implementa el método service() para que invoque a:
  • void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
  • void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
  • void do...(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
  • getLastModified(HttpServletRequest req)
• Los servlets reescriben sólo los métodos doXXX que necesiten.

Servlets HTTP

La figura anterior muestra que para programar un servlet HTTP es suficiente heredar de HTTPServlet y sobreescribir los métodos doGet, doPost, etc. dependiendo de a qué métodos HTTP se desea que responda el servlet. La implementación de service que proporciona HTTPServlet analiza automáticamente el método HTTP de la petición recibida para decidir a qué método del servlet debe invocar (doGet, doPost, etc.)

Clases e interfaces útiles

• Interfaz ServletConfig
• Interfaz ServletContext
• Interfaz HttpServletRequest
• Interfaz HttpServletResponse
• Interfaz HttpSession
• Clase Cookie

Acceso a información útil (I)

• Parámetros de inicio:
  • Se configuran en el fichero WEB-INF/web.xml
  • ServletConfig.getInitParameter()
• Información acerca del servidor:
  • ServletRequest.getServerName()
  • ServletRequest.getServerPort()
  • ServletContext.getServerInfo()
  • ServletContext.getAttribute(String name)

Acceso a información útil (II)

• Información acerca del cliente:
  • ServletRequest.getRemoteAddr()
  • ServletRequest.getRemoteHost()
  • HttpServletRequest.getRemoteUser()
  • HttpServletRequest.getHeader(...)

Información de la petición (I)

• Información general:
  • HttpServletRequest.getMethod()
  • HttpServletRequest.getQueryString()
  • HttpServletRequest.getHeader(...)

• Parámetros de la petición:
  • ServletRequest.getParameter(String name)
  • ServletRequest.getParameterValues(String name)
  • ServletRequest.getParameterNames()
  • Nota: esta API no funciona con multipart/form-data.

Información de la petición (II)

• Cuerpo de la petición:
  • ServletRequest.getContentType()
  • ServletRequest.getContentLength()
  • ServletRequest.getInputStream()
  • ServletRequest.getReader()

Respuesta (I)

• El servlet puede escribir, en una respuesta HTTP:
  • Código de estado.
  • Cabeceras (incluidas cookies).
  • Cuerpo.
• Código de estado:
  • HttpServletResponse.sendError(int sc)
  • HttpServletResponse.setStatus(int sc)
  • HttpServletResponse.sendRedirect(String location)

Respuesta (II)

• Cabeceras:
  • HttpServletResponse.setHeader(String name, String value)
  • HttpServletResponse.addCookie(Cookie cookie)
  • ServletResponse.setContentType(String type)
  • ServletResponse.setContentLength(int length)

• Cuerpo:
  • ServletResponse.getOutputStream()
  • ServletResponse.getWriter()

Sesiones (I)

• Tomcat mantiene automáticamente las sesiones de usuario:
  • Por defecto, utiliza cookies para que el cliente envíe su identificador de sesión en cada petición.
  • Cada sesión se representa con un objeto HttpSession.
  • Una sesión caduca tras un tiempo (configurable) sin recibir peticiones correspondientes a la misma.

Sesiones (II)

• Obtención del objeto sesión desde el servlet:
  • HttpServletRequest.getSession(boolean create):
    • Devuelve el objeto de sesión correspondiente a la petición.
    • Con parámetro true, crea una nueva sesión si la petición no corresponde a ninguna sesión.
• Se puede almacenar objetos en la sesión:
  • HttpSession.setAttribute(String name, Object value)
  • HttpSession.getAttribute(String name)

Contexto

• Cada aplicación Web en cada JVM tiene asociado un objeto ServletContext:
  • Todos los servlets y JSPs de una misma aplicación Web en una misma JVM comparten el mismo objeto de contexto.
  • Da acceso a información y funciones del servidor.
  • Permite compartir objetos Java entre todos los recursos de la misma aplicación Web:
    • ServletContext.setAttribute(String name, String value)
    • ServletContext.getAttribute(String name)

Código ejemplo

import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;

public class HelloWorld extends HttpServlet {
    public void doGet(HttpServletRequest request, 
                      HttpServletResponse response)
    throws IOException, ServletException
    {
        response.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        out.println("<html>");
        out.println("<head>");
        out.println("<title>Hello World!</title>");
        out.println("</head>");
        out.println("<body>");
        out.println("<h1>Hello World!</h1>");
        out.println("</body>");
        out.println("</html>");
    }
}