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Servlet程序在服務(wù)器端運(yùn)行，動(dòng)態(tài)地生成Web頁面與傳統(tǒng)的CGI和許多其他類似CGI的技術(shù)相比，JavaServlet具有更高的效率，更容易使用，功能更強(qiáng)大，具有更好的可移植性，更節(jié)省投資。Servlet是運(yùn)行在Web或應(yīng)用服務(wù)器上的Java程序，它是一個(gè)中間層，負(fù)責(zé)連接來自Web瀏覽器或其他HTTP客戶程序的請(qǐng)求和HTTP服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫或應(yīng)用程序。最終用戶一般在頁面的HTML表單中輸入這些數(shù)據(jù)。然而，數(shù)據(jù)還有可能來自applet或定制的HTTP客戶程序。實(shí)際上從客戶端傳送到Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)有兩種，它們分別為用戶在表單中輸入的顯式數(shù)據(jù)，以及后臺(tái)的HTTP信息。兩種數(shù)據(jù)都很重要。HTTP信息包括cookie、瀏覽器所能識(shí)別的媒體類型和壓縮模式等。這個(gè)過程可能需要訪問數(shù)據(jù)庫、執(zhí)行RMI或EJB調(diào)用、調(diào)用Web服務(wù)，或者直接計(jì)算得出對(duì)應(yīng)的響應(yīng)。實(shí)際的數(shù)據(jù)可能存儲(chǔ)在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。該數(shù)據(jù)庫可能不理解HTTP，或者不能返回HTML形式的結(jié)果，所有Web瀏覽器不能直接與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行會(huì)話。即使它能夠做到這一點(diǎn)，為了安全上的考慮，我們也不希望讓它這么做。對(duì)應(yīng)大多數(shù)其他應(yīng)用程序，也存在類似的問題。因此，我們需要Web中間層從HTTP流中提取輸入數(shù)據(jù)，與應(yīng)用程序會(huì)話，并將結(jié)果嵌入到文檔中。這個(gè)文檔可以用各種格式發(fā)送，包括文本（HTML或XML），二進(jìn)制（GIF圖），甚至可以式建立在其他底層格式之上的壓縮格式，如gzip。但是，到目前為止，HTML式最常用的格式，故而servelt和JSP的重要任務(wù)之一就式將結(jié)果包裝到HTML中。實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)有兩種：文檔本身，以及后臺(tái)的HTTP信息。同樣，兩種數(shù)據(jù)對(duì)開發(fā)來說都式至關(guān)重要的。HTTP響應(yīng)數(shù)據(jù)的發(fā)送過程涉及告知瀏覽器或其他客戶程序所返回文檔的類型（如HTML），設(shè)置cookie和緩存參數(shù)，以及其他類似的任務(wù)。預(yù)先建立的文檔可以滿足客戶的許多請(qǐng)求，服務(wù)器無需調(diào)用servlet就可以處理這些請(qǐng)求。然而，許多情況下靜態(tài)的結(jié)果不能滿足要求，我們需要針對(duì)每個(gè)請(qǐng)求生成一個(gè)頁面。實(shí)時(shí)構(gòu)建頁面的理由有很多種：例如，搜索引擎生成的頁面，以及在線商店的訂單確認(rèn)頁面，都要針對(duì)特定的用戶請(qǐng)求而產(chǎn)生。在沒有讀取到用戶提交的數(shù)據(jù)之前，我們不知道應(yīng)該顯示什么。要記住，用戶提交兩種類型的數(shù)據(jù)：顯示（即HTML表單的數(shù)據(jù)）和隱式（即HTTP請(qǐng)求的報(bào)頭）。兩種輸入都可用來構(gòu)建輸出頁面。基于cookie值針對(duì)具體用戶構(gòu)建頁面的情況尤其普遍。如果頁面需要根據(jù)每個(gè)具體的請(qǐng)求做出相應(yīng)的改變，當(dāng)然需要在請(qǐng)求發(fā)生時(shí)構(gòu)建響應(yīng)。但是，如果頁面周期性地改變，我們可以用兩種方式來處理它：周期性地在服務(wù)器上構(gòu)建新的頁面（和客戶請(qǐng)求無關(guān)），或者僅僅在用戶請(qǐng)求該頁面時(shí)再構(gòu)建。具體應(yīng)該采用哪種方式要根據(jù)具體情況而定，但后一種方式常常更為方便，因?yàn)樗恍韬唵蔚氐却脩舻恼?qǐng)求。例如，天氣預(yù)報(bào)或新聞網(wǎng)站可能會(huì)動(dòng)態(tài)地構(gòu)建頁面，也有可能會(huì)返回之前構(gòu)建的頁面（如果它還是最新的話）。如果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，那么，即使客戶端使用動(dòng)態(tài)Web內(nèi)容，比如applet，我們依舊需要執(zhí)行服務(wù)器端處理。想象以下，如果一個(gè)搜索引擎網(wǎng)站完全使用applet，那么用戶將會(huì)看到：“正在下載50TB的applet，請(qǐng)等待！”。顯然，這樣很愚蠢；這種情況下，我們需要與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行會(huì)話。從客戶端到Web層再到數(shù)據(jù)庫（三層結(jié)構(gòu)），要比從applet直接到數(shù)據(jù)庫（二層結(jié)構(gòu)）更靈活，也更安全，而性能上的損失很少甚至沒有。畢竟數(shù)據(jù)庫調(diào)用通常是對(duì)速度影響最大的步驟，因而，經(jīng)過中間層可以執(zhí)行高速緩存和連接共享。理論上講，servelt并非只用于處理HTTP請(qǐng)求的Web服務(wù)器或應(yīng)用服務(wù)器，它同樣可以用于其他類型的服務(wù)器。例如，servlet能夠嵌入到FTP或郵件服務(wù)器中，擴(kuò)展他們的功能。而且，用于會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議服務(wù)器的servletAPI最近已經(jīng)被標(biāo)準(zhǔn)化。但在實(shí)踐中，servelt的這種用法尚不流行，在此，我們只論述HTTPServlet。和傳統(tǒng)CGI及許多類CGI技術(shù)相比，Javaservelt效率更高、更易用、更強(qiáng)大、更容易移植、更安全、也更廉價(jià)。應(yīng)用傳統(tǒng)的CGI，針對(duì)每個(gè)HTTP請(qǐng)求都用啟動(dòng)一個(gè)新的進(jìn)程。如果CGI程序自身相對(duì)比較簡短，那么啟動(dòng)進(jìn)程的開銷會(huì)占用大部分執(zhí)行時(shí)間。而使用servelt，Java虛擬機(jī)會(huì)一直運(yùn)行，并用輕量級(jí)的Java線程處理每個(gè)請(qǐng)求，而非重量級(jí)的操作系統(tǒng)進(jìn)程。類似地，應(yīng)用傳統(tǒng)的CGI技術(shù)，如果存在對(duì)同一CGI程序的N個(gè)請(qǐng)求，那么CGI程序的代碼會(huì)載入內(nèi)存N次。同樣的情況，如果使用servlet則啟動(dòng)N個(gè)線程，單僅僅載入servlet類的單一副本。這種方式減少了服務(wù)器的內(nèi)存需求，通過實(shí)例化更少的對(duì)象從而節(jié)省了時(shí)間。最后，當(dāng)CGI程序結(jié)束對(duì)請(qǐng)求的處理之后，程序結(jié)束。這種方式難以緩存計(jì)算結(jié)果，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫連接打開，或是執(zhí)行依靠持續(xù)性數(shù)據(jù)的其他優(yōu)化。然而，servelt會(huì)一直停留在內(nèi)存中（即使請(qǐng)求處理完畢），因而可以直接存儲(chǔ)客戶請(qǐng)求之間的任意復(fù)雜數(shù)據(jù)。Servelt提供大量的基礎(chǔ)構(gòu)造，可以自動(dòng)分析和解碼HTML的表單數(shù)據(jù)，讀取和設(shè)置HTTP報(bào)頭，處理cookie，跟蹤會(huì)話，以及其他次類高級(jí)功能。而在CGI中，大部分工作都需要我們資金完成。另外，如果您已經(jīng)了解了Java編程語言，為什么還有學(xué)校Perl呢？您已經(jīng)承認(rèn)應(yīng)用Java技術(shù)編寫的代碼要比VisualBasic，VBScript或C編寫的代碼更可靠，且更易重用，為什么還有倒退回去選擇那些語言來開發(fā)服務(wù)器端的程序呢？Servlet支持常規(guī)CGI難以實(shí)現(xiàn)或根本不能實(shí)現(xiàn)的幾項(xiàng)功能。Servlet能夠直接于Web服務(wù)器對(duì)話，而常規(guī)的CGI程序做不到這一點(diǎn)，至少在不使用服務(wù)器專有API的情況下是這樣。例如，與Web服務(wù)器的通信使得講相對(duì)URL轉(zhuǎn)換成具體的路徑名變得更為容易。多個(gè)servelt還可以共享數(shù)據(jù)，從而易于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接共享和類似的資源共享優(yōu)化。Servelt還能維護(hù)請(qǐng)求之間的信息，使得諸如會(huì)話跟蹤和計(jì)算結(jié)果緩存等技術(shù)變得更為簡單。Servelt使用Java編程語言，并且遵循標(biāo)準(zhǔn)的API。所有主要的Web服務(wù)器。實(shí)際上都直接或通過插件支持servlet。因此。為MacromediaJRun編寫的servlet，可以不經(jīng)過任何修改地在Apache Tomcat，MicrosoftInternetInformationServer，IBMWebSphere。iPlanetEnterpriseServer。Oracle9iAS或者StrNineWebStar上運(yùn)行。他們是java2平臺(tái)企業(yè)版的一部分，所以對(duì)servlet的支持越來越普遍。對(duì)于開發(fā)用的網(wǎng)站、低容量或中等容量網(wǎng)站的部署，有大量免費(fèi)或極為廉價(jià)的Web服務(wù)器可供選擇。因此，通過使用servelt和jsp，我們可以從免費(fèi)或廉價(jià)的服務(wù)器開始，在項(xiàng)目獲得初步成功后，在移植到更高性能或高級(jí)管理工具的昂貴的服務(wù)器上。這與其他CGI方案形成鮮明的對(duì)比，這些CGI方案在初期都需要為購買專利軟件包投入大量的資金。價(jià)格和可移植性在某種程度上是相互關(guān)聯(lián)的。例如，Marty記錄了所有通過電子郵件向他發(fā)送問題的讀者的所在國。印度接近列表的頂端，可能僅次于美國。Marty曾在馬尼拉講授過jsp和servlet培訓(xùn)課程，那兒對(duì)servelt和jsp技術(shù)抱很大的興趣。那么，為什么印度和菲律賓都對(duì)這項(xiàng)技術(shù)著呢感興趣呢？我們推測(cè)答案可能分兩部分。首先，這兩個(gè)國家都擁有大量訓(xùn)練有素的軟件開發(fā)人員。其次，這兩個(gè)國家的貨幣對(duì)美元的匯率都極為不利。因此，從美國公司那里購買專用Web服務(wù)器會(huì)消耗掉項(xiàng)目的大部分前期資金。但是，使用servlet和JSP，他們能夠從免費(fèi)的服務(wù)器開始：ApacheTomcat。項(xiàng)目取得成功之后，他們可以轉(zhuǎn)移到性能更高、管理更容易，但需要付費(fèi)的服務(wù)器。他們的servelt和jsp不需要重寫編寫。如果他們的項(xiàng)目變得更龐大，他們或許希望轉(zhuǎn)移到分布式環(huán)境。沒有問題：他們可以轉(zhuǎn)而使用MacromediaJRunProfessional，該服務(wù)器支持分布式應(yīng)用。同樣，他們的servelt和jsp沒有任何部分需要重寫。如果項(xiàng)目變得極為龐大，錯(cuò)綜復(fù)雜，他們或許希望使用EnterpriseJavaBeans來封裝他們的商業(yè)邏輯。因此，他們可以切換到BEAWebLogic或Oracle9iAS。同樣，不需要對(duì)servlet和jsp做出更改。最后，如果他們的項(xiàng)目變得更龐大，他們或許將他從Linux轉(zhuǎn)移到運(yùn)行IBMWebSphere的IBM大型機(jī)上。他們還是不需要做出任何更改。傳統(tǒng)CGI程序中主要的漏洞來源之一就是，CGI程序常常由通過的操作系統(tǒng)外殼來執(zhí)行。因此,CGI程序必須仔細(xì)地過濾掉那些可能被外殼特殊處理的字符，如反引導(dǎo)和分號(hào)。實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)預(yù)防措施的難度可能超出我們的想象，在廣泛應(yīng)用的CGI庫中，不斷發(fā)現(xiàn)由這類問題引發(fā)的弱點(diǎn)。問題的第二個(gè)來源是，一些CGI程序用不自動(dòng)檢查數(shù)組和字符串邊界的語言編寫而成。例如，在C和C中，可以分配一個(gè)100個(gè)元素的數(shù)組，然后向第999個(gè)“元素“寫入數(shù)據(jù)實(shí)際上是程序內(nèi)存的隨機(jī)部分，這完全合法。因而，如果程序員忘記執(zhí)行這項(xiàng)檢查，就會(huì)將系統(tǒng)暴露在蓄意或偶然的緩沖區(qū)溢出攻擊之下。Servelt不存在這些問題。即使servelt執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用激活本地操作系統(tǒng)上的程序，它也不會(huì)用到外殼來完成這項(xiàng)任務(wù)。當(dāng)然，數(shù)組邊界的檢查以及其他內(nèi)存包含特性是java編程語言的核心部分。雖然存在許多很好的技術(shù)，但是，如果提供商助支持他們，或開發(fā)人員不知道如何使用這些技術(shù)，那么它們的優(yōu)點(diǎn)又如何體現(xiàn)呢？servelt和jsp技術(shù)得到服務(wù)器提供商的廣泛支持，包括Apache，Oracle，IBM，Sybase，BEA，Maromedia，Causho，Sun/iPlanet，NewAtlanta，ATG，F(xiàn)ujitsu，Lutris，Silverstream，WorldWideWebConsortinrm，以及其他服務(wù)器。存在幾種低廉的插件，通過應(yīng)用這些插件，MicrosoftIIS和Zeus也同樣支持servlet和jsp技術(shù)，它們運(yùn)行在Windows，Unix/Linus,MacOS,VMS，和IBM大型機(jī)操作系統(tǒng)之上。它們用在航空業(yè)、電子商務(wù)、在線銀行、web搜索引擎、門戶、大型金融網(wǎng)站、以及成百上千您日常光顧的其他網(wǎng)站。當(dāng)然，僅僅是流行并不能證明技術(shù)的優(yōu)越性。很多泛美的例子。但我們的立場(chǎng)是：服務(wù)器端Java本非一項(xiàng)新的、未經(jīng)證實(shí)的技術(shù)。AnOverviewofServletandJSPTechnologyAbstractServletprogramrunningintheserver-side,dynamicallygeneratedWebpagewiththetraditionalCGIandmanyothersimilarcomparedtoCGItechnology,JavaServletwithamoreefficient,easiertouse,morepowerfulandhasbetterportability,moresavingstoinvest.Keywords:JSPTechnology,Servlet,HTTPserverServletsareJavaprogramsthatrunonWeborapplicationservers,actingasamiddlelayerbetweenrequestscomingfromWebbrowsersorotherHTTPclientsanddatabasesorapplicationsontheHTTPserver.Theirjobistoperformthefollowingtasks.TheendusernormallyentersthisdatainanHTMLformonaWebpage.However,thedatacouldalsocomefromanappletoracustomHTTPclientprogram.Therearereallytwovarietiesofdata:theexplicitdatathattheenduserentersinaformandthebehind-the-scenesHTTPinformation.Bothvarietiesarecritical.TheHTTPinformationincludescookies,informationaboutmediatypesandcompressionschemesthebrowserunderstands,andsoon.Thisprocessmayrequiretalkingtoadatabase,executinganRMIorEJBcall,invokingaWebservice,orcomputingtheresponsedirectly.Yourrealdatamaybeinarelationaldatabase.Fine.ButyourdatabaseprobablydoesntspeakHTTPorreturnresultsinHTML,sotheWebbrowsercanttalkdirectlytothedatabase.Evenifitcould,forsecurityreasons,youprobablywouldnotwantitto.Thesameargumentappliestomostotherapplications.YouneedtheWebmiddlelayertoextracttheresultsinsideadocument.Downloading50terabyteapplet,pleasewait!Obviously,thatissilly;youneedtotalktothedatabase.GoingfromtheclienttotheWebtiertothedatabase(athree-tierapproach)insteadoffromanappletdirectlytoadatabase(atwo-tierapproach)providesincreasedflexibilityandsecuritywithlittleornoperformancepenalty.Afterall,thedatabasecallisusuallytherate-limitingstep,sogoingthroughtheWebserverdoesnotslowthingsdown.Infact,athree-tierapproachisoftenfasterbecausethemiddletiercanperformcachingandconnectionpooling.Inprinciple,servletsarenotrestrictedtoWeborapplicationserversthathandleHTTPrequestsbutcanbeusedforothertypesofserversaswell.Forexample,servletscouldbeembeddedinFTPormailserverstoextendtheirfunctionality.And,aservletAPIforSIP(SessionInitiationProtocol)serverswasrecentlystandardized.Inpractice,however,thisuseofservletshasnotcaughton,andwellonlybediscussingHTTPservlets.3TheAdvantagesofServletsOverTraditionalCGIJavaservletsaremoreefficient,easiertouse,morepowerful,moreportable,safer,andcheaperthantraditionalCGIandmanyalternativeCGI-liketechnologies.WithtraditionalCGI,anewprocessisstartedforeachHTTPrequest.IftheCGIprogramitselfisrelativelyshort,theoverheadofstartingtheprocesscandominatetheexecutiontime.Withservlets,theJavavirtualmachinestaysrunningandhandleseachrequestwithalightweightJavathread,notaheavyweightoperatingsystemprocess.Similarly,intraditionalCGI,ifthereareNrequeststothesameCGIprogram,thecodefortheCGIprogramisloadedintomemoryNtimes.Withservlets,however,therewouldbeNthreads,butonlyasinglecopyoftheservletclasswouldbeloaded.Thisapproachreducesservermemoryrequirementsandsavestimebyinstantiatingfewerobjects.Finally,whenaCGIprogramfinisheshandlingarequest,theprogramterminates.Thisapproachmakesitdifficulttocachecomputations,keepdatabaseconnectionsopen,andperformotheroptimizationsthatrelyonpersistentdata.Servlets,however,remaininmemoryevenaftertheycompletearesponse,soitisstraightforwardtostorearbitrarilycomplexdatabetweenclientrequests.ServletshaveanextensiveinfrastructureforautomaticallyparsinganddecodingHTMLformdata,readingandsettingHTTPheaders,handlingcookies,trackingsessions,andmanyothersuchhigh-levelutilities.InCGI,youhavetodomuchofthisyourself.Besides,ifyoualreadyknowtheJavaprogramminglanguage,whylearnPerltoo?YourealreadyconvincedthatJavatechnologymakesformorereliableandreusablecodethandoesVisualBasic,VBScript,orC+.Whygobacktothoselanguagesforserver-sideprogramming?ServletssupportseveralcapabilitiesthataredifficultorimpossibletoaccomplishwithregularCGI.ServletscantalkdirectlytotheWebserver,whereasregularCGIprogramscannot,atleastnotwithoutusingaserver-specificAPI.CommunicatingwiththeWebservermakesiteasiertotranslaterelativeURLsintoconcretepathnames,forinstance.Multipleservletscanalsosharedata,makingiteasytoimplementdatabaseconnectionpoolingandsimilarresource-sharingoptimizations.Servletscanalsomaintaininformationfromrequesttorequest,simplifyingtechniqueslikesessiontrackingandcachingofpreviouscomputations.ServletsarewrittenintheJavaprogramminglanguageandfollowastandardAPI.ServletsaresupporteddirectlyorbyapluginonvirtuallyeverymajorWebserver.Consequently,servletswrittenfor,say,MacromediaJRuncanrunvirtuallyunchangedonApacheTomcat,MicrosoftInternetInformationServer(withaseparateplugin),IBMWebSphere,iPlanetEnterpriseServer,Oracle9iAS,orStarNineWebStar.TheyarepartoftheJava2Platform,EnterpriseEdition(J2EE;),soindustrysupportforservletsisbecomingevenmorepervasive.AnumberoffreeorveryinexpensiveWebserversaregoodfordevelopmentuseordeploymentoflow-ormedium-volumeWebsites.Thus,withservletsandJSPyoucanstartwithafreeorinexpensiveserverandmigratetomoreexpensiveserverswithhigh-performancecapabilitiesoradvancedadministrationutilitiesonlyafteryourprojectmeetsinitialsuccess.ThisisincontrasttomanyoftheotherCGIalternatives,whichrequireasignificantinitialinvestmentforthepurchaseofaproprietarypackage.Priceandportabilityaresomewhatconnected.Forexample,Martytriestokeeptrackofthecountriesofreadersthatsendhimquestionsbyemail.Indiawasnearthetopofthelist,probablybehindtheU.S.MartyalsotaughtoneofhisJSPandservlettrainingcoursesinManila,andtherewasgreatinterestinservletandJSPtechnologythere.Now,whyareIndiaandthePhilippinesbothsointerested?Wesurmisethattheansweristwofold.First,bothcountrieshavelargepoolsofwell-educatedsoftwaredevelopers.Second,bothcountrieshave(orhad,atthattime)highlyunfavorablecurrencyexchangeratesagainsttheU.S.dollar.So,buyingaspecial-purposeWebserverfromaU.S.companyconsumedalargepartofearlyprojectfunds.But,withservletsandJSP,theycouldstartwithafreeserver:ApacheTomcat(eitherstandalone,embeddedintheregularApacheWebserver,orembeddedinMicrosoftIIS).Oncetheprojectstartstobecomesuccessful,theycouldmovetoaserverlikeCauchoResinthathadhigherperformanceandeasieradministrationbutthatisnotfree.ButnoneoftheirservletsorJSPpageshavetoberewritten.Iftheirprojectbecomesevenlarger,theymightwanttomovetoadistributed(clustered)environment.Noproblem:theycouldmovetoMacromediaJRunProfessional,whichsupportsdistributedapplications(Webfarms).Again,noneoftheirservletsorJSPpageshavetoberewritten.Iftheprojectbecomesquitelargeandcomplex,theymightwanttouseEnterpriseJavaBeans(EJB)toencapsulatetheirbusinesslogic.So,theymightswitchtoBEAWebLogicorOracle9iAS.Again,noneoftheirservletsorJSPpageshavetoberewritten.Finally,iftheirprojectbecomesevenbigger,theymightmoveitoffoftheirLinuxboxandontoanIBMmainframerunningIBMWebSphere.Butonceagain,noneoftheirservletsorJSPpageshavetoberewritten.OneofthemainsourcesofvulnerabilitiesintraditionalCGIstemsfromthefactthattheprogramsareoftenexecutedbygeneral-purposeoperatingsystemshells.So,theCGIprogrammermustbecarefultofilteroutcharacterssuchasbackquotesandsemicolonsthataretreatedspeciallybytheshell.Implementingthisprecautionisharderthanonemightthink,andweaknessesstemmingfromthisproblemareconstantlybeinguncoveredinwidelyusedCGIlibraries.AsecondsourceofproblemsisthefactthatsomeCGIprogramsareprocessedbylanguagesthatdonotautomaticallycheckarrayorstringbounds.Forexample,inCandC+itisperfectlylegaltoallocatea100-elementarrayandthenwriteintothe999thelement,whichisreallysomerandompartofprogrammemory.So,programmerswhoforgettoperformthischeckopenuptheirsystemtodeliberateoraccidentalbuffero