Servlet简介和工程搭建
JavaEE是Java中用于构建企业级应用程序的标准化平台，JavaEE提供了一系列的API规范，用于开发和部署大型、分布式、可扩展的企业级应用程序。Servlet规范则是JavaEE中最重要的一部分，它规范了编写Java服务端应用程序处理Web请求和响应的API标准。基于这套Servlet标准开发的服务端应用程序可以部署在任何实现Servlet规范的Servlet应用容器或JavaEE应用容器中。
在Java生态里当下十分流行的Struts2等Web框架也都是在Servlet规范之上实现的，即使我们使用这些框架来编写程序也同样脱离不开Servlet规范，足以见得Servlet规范的重要性。这篇笔记我们基于JavaEE8来介绍Servlet规范和JavaWeb应用程序的开发技术，本系列笔记基于最新的Wildfly14应用容器和JavaEE8编写，由于不涉及EJB，实际上所有示例代码在Tomcat9或其它JavaEE8兼容的应用容器下也同样能够正常运行。
JavaEE应用容器和JavaWeb工程
在具体开发JavaWeb程序之前，我们必须了解什么是JavaEE应用容器和JavaWeb工程。
太阳微系统公司（Sun Microsystems）设计JavaEE时的一个聪明之处是JavaEE本身是一组规范，对应到Java代码可以简单理解为就是一组接口（Interface），而具体的功能则需要编写在实现类中，JavaEE不直接提供这些实现类，而是由JavaEE应用服务器提供。我们基于JavaEE标准编写的程序会部署到应用服务器中，一个应用服务器可以部署多个应用程序，每个应用程序存在于自己的上下文（Context）中，因此应用服务器也被称为JavaEE程序的“容器”。此外，JavaEE应用容器有时也被称为Java应用中间件（Middleware），因为它们在软件架构中处于应用程序和操作系统之间的层次，充当着连接和协调两者的桥梁。常见的JavaEE应用容器有开源的JBoss（新版本改名为Wildfly）、GlassFish，以及商业中间件Websphere（IBM）、Weblogic（Oracle）等。
由于一些历史原因，JavaEE中的EJB等规范使用相对不是那么多，而Servlet规范却是几乎所有JavaWeb程序的基石，因此出现了Tomcat这种专注于Servlet和JSP的应用服务器，它也被称为轻量级的Servlet容器。实际上，相对于前面说的那些全功能JavaEE容器，Tomcat的使用更加广泛，不过注意Tomcat并不支持EJB规范，因此如果你用到了EJB则还是需要考虑使用全功能的JavaEE容器。
基于Servlet/JSP技术编写的Web程序就是我们常说的JavaWeb工程，它们最终的构件是一个.war文件（Web Archive，俗称War包），本质是一个包含了程序字节码和配置信息的ZIP压缩包，这个War包最终会被上传到Servlet应用容器或JavaEE应用容器中并被加载执行。
Servlet规范组件
Servlet规范围绕着3个重要的组件展开。
Servlet：在Java中，对应于Applet客户端小程序Servlet可以理解为服务端小程序，它是处理Web请求最基础的组件，它获取HTTP请求内容，经过一系列处理后返回HTTP响应。
Filter：Filter即过滤器，它使用了AOP思想，能够在请求被Servlet处理前和处理后进行一些额外操作，例如认证鉴权、注入通用信息等。
Listener：Listener即监听器，它能够用于监听Web应用的生命周期和事件，比如程序启动、属性变化等。
开发JavaWeb应用程序实际上就是围绕着这3个组件进行的。
下载和安装Wildfly14
Wildfly是RedHat开源的一款开源JavaEE应用容器，它是JBOSS应用服务器的最新版本，旨在提供一个灵活、可扩展且高度可定制的运行环境，用于部署JavaEE应用程序，其Servlet容器部分使用的Undertow则以性能强大著称。
为了安装Wildfly，首先我们要保证我们的操作系统已经安装了JDK8并正确配置了环境变量。Wildfly的下载安装非常简单，我们直接进入Wildfly官方网站下载对应的.tar.gz包或.zip包，然后将其解压到一个目录即可。注意不要使用Linux的软件源安装，它会注册系统服务，通常用于生产环境部署JavaEE程序，在开发阶段还是建议使用最基础的压缩包方式安装。Wildfly安装包解压后不需要编辑任何配置文件，我们稍后会将其集成到Eclipse集成开发环境中，在开发阶段对Wildfly常用的配置都可以在IDE的图形界面中进行修改。
更多内容可以参考Wildfly相关章节。
基于Eclipse开发JavaEE程序
在实际开发中，JavaWeb工程一般使用IDE进行开发，NetBeans和Eclipse都是当下比较好用的Java集成开发环境，而且它们都是完全免费可商用的！当然你不是不可以使用Notepad或Vim来开发，但这些文本编辑器相对于IDE缺失很多方便的功能，何必自讨苦吃呢。
此外对于企业级Java项目，我们通常使用Ant或Maven管理工程的依赖库和构建配置，实际上Eclipse或Netbeans这些IDE本身的功能覆盖了这些部分，我们也可以不使用Maven这类独立的构建工具直接使用IDE导出War包，然而构建工具解耦了对于IDE的强依赖，这非常重要，因为这意味着你和你的同事可以使用不同的IDE导入同一个工程，在类似Jenkins这样的持续集成服务器上构建程序也要求你必须使用Ant或Maven这样的技术，而非基于IDE来构建。
总而言之，本章节的后续内容都是以Eclipse和Maven为标准进行介绍的。
创建JavaWeb工程
在Eclipse中创建JavaWeb工程非常简单，我们直接选择File -> New -> Maven Project创建一个Maven工程，在Maven项目骨架的选择界面选择使用maven-archetype-webapp，之后根据提示输入项目的groupId、artifactId等参数即可。当然，我们不是不可以创建空项目，只是使用骨架模板会生成JavaWeb项目通常需要的一些目录结构和配置文件内容，因此更方便一些。
一个基于Maven的JavaWeb工程的基本目录结构如下。
|_ src
|_ main
|_ java # Maven程序源代码文件夹
|_ resources # Maven程序配置文件夹
|_ test
|_ java # Maven程序单元测试源代码文件夹
|_ resources # Maven程序单元测试配置文件夹
|_ webapp # Web相关资源文件，可以被用户直接访问
|_ META-INF # 可选，Java程序相关元数据信息，JavaWeb程序中还可能包括Servlet容器的程序上下文（Context）参数配置等
|_ WEB-INF # 必须存在，包含JavaWeb程序的配置文件和运行时字节码类文件等
|_ web.xml # 必须存在，JavaWeb应用程序的部署描述配置文件
|_ pom.xml # 必须存在，Maven工程的构建配置文件
注意webapp目录中包含了JavaWeb工程相关的Web资源文件，其中的内容例如HTML、CSS、JavaScript等资源都是可以被用户直接访问的，JSP则会被JSP引擎解析执行；然而WEB-INF目录则不同，其中的内容是禁止用户访问的，一些敏感的配置文件、作为MVC模板的JSP等我们不希望被用户直接访问到的文件可以放置在WEB-INF下。
为了开发Servlet程序，我们还需要在pom.xml中引入JavaEE SDK相关的Maven依赖。注意该依赖的作用域是provided的，因为它在JavaEE容器中已经提供了，这里通过Maven引入只是为了在开发阶段能够正确编译。
<dependency>
<groupId>javax</groupId>
<artifactId>javaee-api</artifactId>
<version>8.0.1</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>
如果你不使用JavaEE的所有功能仅使用Servlet，你也可以仅引入Servlet规范的Maven依赖。
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
<version>4.0.1</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>
此外，工程创建后默认的web.xml使用的Servlet版本是2.3，已经非常老旧了，我们这里将其换成当前最新的Servlet4.0版本。
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee
http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
version="4.0"
metadata-complete="false">
</web-app>
注意：指定metadata-complete="false"配置能够开启Servlet3.0的注解配置功能，但会稍微增加一些启动时间；如果将其设置为true，Servlet等Web组件则只能通过web.xml进行配置。
Eclipse配置JDK8和Wildfly14
在Window -> Preferences中选择Java -> Installed JREs，我们在此指定JDK8的安装路径。
然后点击Java -> Compiler将编译级别修改为1.8版本。
之后我们还需要添加Wildfly应用服务器，点击Servers面板中的添加按钮，根据提示添加Wildfly的安装路径即可（该操作可能会自动安装一些插件，在新版本Eclipse中，安装插件的速度可能较慢，需要耐心等待）。如果你使用Tomcat9或其它的JavaEE/Servlet容器，配置方法也是类似的。
添加完成后，在Servers列表中的Wildfly14上点击右键，选择Add and Remove...可以添加或移除部署到该应用服务器的工程，我们这里需要将当前的工程添加到Wildfly中。
双击Servers列表中的Wildfly14可以进入配置界面，启动超时设置、启动JVM参数等都可以在这里找到。例如一些大项目启动很慢，我们就可以在这里的Timeouts配置里编辑Wildfly的启动超时时间。
最后还有一个可能用到的配置，我们点击工程面板中的工程，右键选择Properties打开工程属性面板，然后选择Web Project Settings，在这里我们可以配置工程的ContextPath。例如我这里的ContextPath名字是demoweb，那么当它部署到IDE集成的应用服务器后就需要以/demoweb作为基础路径来访问。
编写Demo程序
下面我们编写一个最简单的Servlet来作为示例。
package com.gacfox.demo.demoweb;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
@WebServlet(name = "DemoServlet", urlPatterns = "/demo")
public class DemoServlet extends HttpServlet {
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
String msg = "Served at: " + request.getContextPath();
response.getWriter().append(msg);
}
}
代码中我们创建了一个DemoServlet类，它继承HttpServlet类并覆写了doGet()方法，该方法用于处理HTTP的GET请求。注意我们的类上还标注了@WebServlet注解，在Servlet早期版本中所有的Servlet组件必须明确的配置到web.xml配置文件中，但Servlet3.0引入了基于注解扫描加载Servlet组件的功能，因此我们可以直接使用标注注解的方式声明Servlet，此时Servlet容器也能正确的找到Servlet类并实例化和加载。
doGet()方法内部的逻辑很简单，它调用response.getWriter().append()向HTTP的响应输出流写入了一些文本信息。
运行JavaWeb工程
运行该JavaWeb程序只需要在Eclipse的Servers面板中右键点击Wildfly9服务器，然后选择Start就行了，服务器的启动日志可以在Console面板中看到。
服务器启动成功后，我们可以使用浏览器访问http://localhost:8080/demoweb/demo路径，查看Servlet的输出内容。
注意：/demoweb是我们程序的ContextPath，它可以在项目属性面板中进行配置，如果你的项目名字和我不同，通常这个ContextPath也是不同的；/demo是Servlet配置的响应路径，在之前的代码中它通过@WebServlet注解的urlPatterns属性指定。两者合并到一起就是我们图中浏览器访问的路径。
部署JavaWeb工程到服务器
正式部署JavaWeb前，我们需要将工程打包为War文件。由于我们使用Maven作为构建工具，因此打War包需要执行Maven命令mvn package，我们可以在命令行中执行该命令，或者在Eclipse中我们也可以在项目上右键选择Run As -> Maven build...，然后输入构建目标命令package，运行后即可将JavaWeb工程构建为War包。
得到War文件后，最简单的部署方式就是将其黏贴到Wildfly的standalone/deployments目录即可，如果Wildfly服务器正确配置了热部署，我们的JavaWeb工程会自动被加载。对于一些更复杂的商业JavaEE项目则可能需要在管理控制台等位置上传War包并配置一些额外的内容，这些内容将在其它章节详细介绍。