《深入分析Java Web技术内幕》读书笔记 - 第1章 深入Web请求过程

第1章 深入Web请求过程 1

1.1 B/S网络架构概述 2

基于统一的应用层协议HTTP来交互数据。

1.2 如何发起一个请求 4

HTTP连接本质是建立Socket连接。请求实现方式：工具包如HttpClient、curl+URL、浏览器输入URL回车。

1.3 HTTP协议解析 6

Headers查看步骤：F12->Network->F5->URL->Headers。

1.3.1 查看HTTP信息的工具 8

Firefox--Firebug、F12

1.3.2 浏览器缓存机制 9

Ctrl+F5组合键刷新，会不使用缓存。Request Headers会多Pragma: no-cache，Cache-Control: private变为Cache-Control: no-cache

1.4 DNS域名解析 12

域名解析成IP地址

1.4.1 DNS域名解析过程 12

1.浏览器检查缓存中有没有这个域名解析过的IP地址。

2.操作系统域名解析，Windows在C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts，Linux在/etc/hosts，可以指定域名对应IP。（被黑客修改导致域名劫持）

3.发送给本地区的域名服务器（Loal DNS），通常是互联网供应商，如联通、电信，约80%的域名解析到这里已经完成。

4.域名服务器（Root Server）请求解析

5.Root Server返回给LDNS一个所查询域的主域名服务器（gTLD Server）地址。gTLD 是国际顶级域名服务器，如.com、.cn等

6.LDNS再向gTLD发送请求

7.gTLD返回对应的Name Server域名服务器的地址，Name Server是你在某个域名服务提供商注册的域名服务器。

8.Name Server查询域名和IP映射关系表，连同TTL（Time To Live）返回给DNS Server

9.LDNS缓存域名和IP对应关系和缓存的时间

10.结果返回给用户，用户根据TTL值缓存在本地系统缓存中。

1.4.2 跟踪域名解析过程 15

Linux、Windows下都可以使用nslookup命令查询域名解析结果；Linux还可以使用dig命令查询DNS解析过程

1.4.3 清除缓存的域名 18

Windows：ipconfig /flushdns

Linux：sudo /etc/init.d/nscd restart

1.4.4 几种域名解析方式 19

A记录：Address，指定域名对应的IP地址

MX记录：Mail Exchange，可以将某个域名下的邮件服务指向到自己的Mail Server

CNAME记录：Canonical Name，别名解析，为一个域名设置一个或多个别名

NS记录：为某个域名指定DNS解析服务器

TXT记录：为主机或域名设置说明

1.5 CDN工作机制 20

　　CDN( Content Delivery Network)：内容分布网络，在现有的 Internet中增加一层新的网络架构,将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”,使用户可以就近取得所需的内容,提高用户访问网站的响应速度。以缓存网站中的静态数据为主

1.5.1 CDN架构 20

1.5.2 负载均衡 21

1.5.3 CDN动态加速 21

在CDN的DNS解析中通过动态的链路探测来寻找回源最好的一条路径，然后通过DNS的调度将所有请求调度到选定的这条路径上回源，从而加速用户访问的效率。

1.6 总结 24

第2章 深入分析Java I/O的工作机制 25

2.1 Java的I/O类库的基本架构 25

基于字节操作的IO接口：InputStream 和 OutputStream（传输数据的数据格式）

基于字符操作的IO接口：Writer 和 Reader（传输数据的数据格式）

基于磁盘操作的IO接口：File（传输数据的方式）

基于网络操作的IO接口：Socket（传输数据的方式）

2.1.1 基于字节的I/O操作接口 26

2.1.2 基于字符的I/O操作接口 27

2.1.3 字节与字符的转化接口 28

2.2 磁盘I/O工作机制 29

2.2.1 几种访问文件的方式 29

2.2.2 Java访问磁盘文件 33

2.2.3 Java序列化技术 34

2.3 网络I/O工作机制 36

2.3.1 TCP状态转化 37

2.3.2 影响网络传输的因素 39

2.3.3 Java Socket的工作机制 39

2.3.4 建立通信链路 40

2.3.5 数据传输 41

2.4 NIO的工作方式 41

2.4.1 BIO带来的挑战 41

2.4.2 NIO的工作机制 42

2.4.3 Buffer的工作方式 45

2.4.4 NIO的数据访问方式 47

2.5 I/O调优 49

2.5.1 磁盘I/O优化 49

2.5.2 TCP网络参数调优 50

2.5.3 网络I/O优化 52

2.6 设计模式解析之适配器模式 56

2.6.1 适配器模式的结构 56

2.6.2 Java I/O中的适配器模式 57

2.7 设计模式解析之装饰器模式 57

2.7.1 装饰器模式的结构 58

2.7.2 Java I/O中的装饰器模式 58

2.8 适配器模式与装饰器模式的区别 59

2.9 总结 59

第3章 深入分析Java Web中的中文编码问题 60

3.1 几种常见的编码格式 60

3.1.1 为什么要编码 60

3.1.2 如何“翻译” 61

3.2 Java中需要编码的场景 63

3.2.1 I/O操作中存在的编码 63

3.2.2 内存操作中的编码 65

3.3 Java中如何编解码 66

3.3.1 按照ISO-8859-1编码 68

3.3.2 按照GB2312编码 69

3.3.3 按照GBK编码 70

3.3.4 按照UTF-16编码 70

3.3.5 按照UTF-8编码 71

3.3.6 UTF-8编码代码片段 71

3.3.7 几种编码格式的比较 73

3.4 Java Web中涉及的编解码 73

3.4.1 URL的编解码 75

3.4.2 HTTP Header的编解码 78

3.4.3 POST表单的编解码 78

3.4.4 HTTP BODY的编解码 79

3.5 JS中的编码问题 80

3.5.1 外部引入JS文件 80

3.5.2 JS的URL编码 81

3.5.3 其他需要编码的地方 83

3.6 常见问题分析 83

3.6.1 中文变成了看不懂的字符 83

3.6.2 一个汉字变成一个问号 84

3.6.3 一个汉字变成两个问号 84

3.6.4 一种不正常的正确编码 85

3.7 总结 86

第4章 Javac编译原理 87

4.1 Javac是什么 88

4.2 Javac编译器的基本结构 88

4.3 Javac工作原理分析 90

4.3.1 词法分析器 91

4.3.2 语法分析器 98

4.3.3 语义分析器 103

4.3.4 代码生成器 113

4.4 设计模式解析之访问者模式 116

4.4.1 访问者模式的结构 117

4.4.2 Javac中访问者模式的实现 118

4.5 总结 119

第5章 深入class文件结构 120

5.1 JVM指令集简介 120

5.1.1 类相关的指令 122

5.1.2 方法的定义 123

5.1.3 属性的定义 124

5.1.4 其他指令集 125

5.2 class文件头的表示形式 133

5.3 常量池 137

5.3.1 UTF8常量类型 140

5.3.2 Fieldref、Methodref常量类型 141

5.3.3 Class常量类型 141

5.3.4 NameAndType常量类型 142

5.4 类信息 142

5.5 Fields和Methods定义 143

5.6 类属性描述 147

5.7 Javap生成的class文件结构 148

5.7.1 LineNumberTable 150

5.7.2 LocalVariableTable 151

5.8 总结 153

第6章 深入分析ClassLoader 工作机制 154

6.1 ClassLoader类结构分析 155

6.2 ClassLoader的等级加载机制 156

6.3 如何加载class文件 159

6.3.1 加载字节码到内存 159

6.3.2 验证与解析 161

6.3.3 初始化Class对象 161

6.4 常见加载类错误分析 161

6.4.1 ClassNotFoundException 161

6.4.2 NoClassDefFoundError 162

6.4.3 UnsatisfiedLinkError 163

6.4.4 ClassCastException 164

6.4.5 ExceptionInInitializerError 165

6.5 常用的ClassLoader分析 166

6.6 如何实现自己的ClassLoader 170

6.6.1 加载自定义路径下的class文件 170

6.6.2 加载自定义格式的class文件 172

6.7 实现类的热部署 174

6.8 Java应不应该动态加载类 176

6.9 总结 177

第7章 JVM体系结构与工作方式 178

7.1 JVM体系结构 178

7.1.1 何谓JVM 178

7.1.2 JVM体系结构详解 181

7.2 JVM工作机制 183

7.2.1 机器如何执行代码 183

7.2.2 JVM为何选择基于栈的架构 184

7.2.3 执行引擎的架构设计 185

7.2.4 执行引擎的执行过程 186

7.2.5 JVM方法调用栈 191

7.3 总结 195

第8章 JVM内存管理 196

8.1 物理内存与虚拟内存 197

8.2 内核空间与用户空间 198

8.3 Java中哪些组件需要使用内存 199

8.3.1 Java堆 199

8.3.2 线程 199

8.3.3 类和类加载器 200

8.3.4 NIO 200

8.3.5 JNI 201

8.4 JVM内存结构 201

8.4.1 PC寄存器 202

8.4.2 Java栈 202

8.4.3 堆 203

8.4.4 方法区 203

8.4.5 运行时常量池 204

8.4.6 本地方法栈 204

8.5 JVM内存分配策略 204

8.5.1 通常的内存分配策略 205

8.5.2 Java中内存分配详解 205

8.6 JVM内存回收策略 210

8.6.1 静态内存分配和回收 210

8.6.2 动态内存分配和回收 211

8.6.3 如何检测垃圾 211

8.6.4 基于分代的垃圾收集算法 213

8.7 内存问题分析 222

8.7.1 GC日志分析 222

8.7.2 堆快照文件分析 225

8.7.3 JVM Crash日志分析 225

8.8 实例1 231

8.9 实例2 233

8.10 实例3 235

8.11 总结 240

第9章 Servlet工作原理解析 241

9.1 从Servlet容器说起 241

9.1.1 Servlet容器的启动过程 242

9.1.2 Web应用的初始化工作 245

9.2 创建Servlet实例 247

9.2.1 创建Servlet对象 248

9.2.2 初始化Servlet 248

9.3 Servlet体系结构 250

9.4 Servlet如何工作 253

9.5 Servlet中的Listener 255

9.6 Filter如何工作 257

9.7 Servlet中的url-pattern 259

9.8 总结 260

第10章 深入理解Session与Cookie 261

10.1 理解Cookie 262

10.1.1 Cookie属性项 262

10.1.2 Cookie如何工作 263

10.1.3 使用Cookie的限制 266

10.2 理解Session 267

10.2.1 Session与Cookie 267

10.2.2 Session如何工作 268

10.3 Cookie安全问题 271

10.4 分布式Session框架 272

10.4.1 存在哪些问题 272

10.4.2 可以解决哪些问题 273

10.4.3 总体实现思路 273

10.5 Cookie压缩 278

10.6 表单重复提交问题 280

10.7 总结 281

第11章 Tomcat的系统架构与 设计模式 282

11.1 Tomcat总体设计 282

11.1.1 Tomcat总体结构 283

11.1.2 Connector组件 289

11.1.3 Servlet容器Container 294

11.1.4 Tomcat中的其他组件 305

11.2 Tomcat中的设计模式 305

11.2.1 门面设计模式 305

11.2.2 观察者设计模式 307

11.2.3 命令设计模式 309

11.2.4 责任链设计模式 310

11.3 总结 312

第12章 Jetty的工作原理解析 313

12.1 Jetty的基本架构 313

12.1.1 Jetty的基本架构简介 313

12.1.2 Handler的体系结构 315

12.2 Jetty的启动过程 316

12.3 接受请求 317

12.3.1 基于HTTP协议工作 317

12.3.2 基于AJP工作 319

12.3.3 基于NIO方式工作 322

12.4 处理请求 323

12.5 与Jboss集成 326

12.6 与Tomcat的比较 327

12.6.1 架构比较 327

12.6.2 性能比较 328

12.6.3 特性比较 328

12.7 总结 329

第13章 Spring框架的设计理念与 设计模式分析 330

13.1 Spring的骨骼架构 330

13.1.1 Spring的设计理念 331

13.1.2 核心组件如何协同工作 332

13.2 核心组件详解 333

13.2.1 Bean组件 333

13.2.2 Context组件 335

13.2.3 Core组件 336

13.2.4 Ioc容器如何工作 338

13.3 Spring中AOP特性详解 348

13.3.1 动态代理的实现原理 348

13.3.2 Spring AOP如何实现 351

13.4 设计模式解析之代理模式 354

13.4.1 代理模式原理 354

13.4.2 Spring中代理模式的实现 354

13.5 设计模式解析之策略模式 357

13.5.1 策略模式原理 357

13.5.2 Spring中策略模式的实现 358

13.6 总结 358

第14章 Spring MVC工作机制与 设计模式 360

14.1 Spring MVC的总体设计 360

14.2 Control设计 365

14.2.1 HandlerMapping初始化 366

14.2.2 HandlerAdapter初始化 368

14.2.3 Control的调用逻辑 369

14.3 Model设计 370

14.4 View设计 371

14.5 框架设计的思考 373

14.5.1 为什么需要框架 373

14.5.2 需要什么样的框架 373

14.5.3 框架设计的原则 374

14.5.4 “指航灯” 374

14.5.5 最基本的原则 374

14.6 设计模式解析之模板模式 375

14.6.1 模板模式的结构 375

14.6.2 Spring MVC中的模板模式示例 376

14.7 总结 377

第15章 深入分析Ibatis框架之系统 架构与映射原理 378

15.1 Ibatis框架主要的类层次结构 378

15.2 Ibatis框架的设计策略 379

15.3 Ibatis框架的运行原理 381

15.4 示例 383

15.5 Ibatis对SQL语句的解析 385

15.6 数据库字段映射到Java对象 386

15.7 示例运行的结果 388

15.8 设计模式解析之简单工厂模式 388

15.8.1 简单工厂模式的实现原理 388

15.8.2 Ibatis中的简单工厂模式示例 389

15.9 设计模式解析之工厂模式 390

15.9.1 工厂模式的实现原理 390

15.9.2 Ibatis中的工厂模式示例 391

15.10 总结 392

第16章 Velocity工作原理解析 394

16.1 Velocity总体架构 395

16.2 JJTree渲染过程解析 398

16.2.1 #set语法 402

16.2.2 Velocity的方法调用 403

16.2.3 #if、#elseif和#else语法 406

16.2.4 #foreach语法 407

16.2.5 #parse语法 409

16.3 事件处理机制 410

16.4 常用优化技巧 413

16.4.1 减少树的总节点数量 413

16.4.2 减少渲染耗时的节点数量 413

16.5 与JSP比较 414

16.5.1 JSP渲染机制 414

16.5.2 Velocity与JSP 420

16.6 设计模式解析之合成模式 420

16.6.1 合成模式的结构 420

16.6.2 Velocity中合成模式的实现 421

16.7 设计模式解析之解释器模式 422

16.7.1 解释器模式的结构 422

16.7.2 Velocity中解释器模式的实现 423

16.8 总结 423

第17章 Velocity优化实践 424

17.1 现实存在的问题 424

17.2 优化的理论基础 425

17.2.1 程序语言的三角形结构 425

17.2.2 数据结构减少抽象化 426

17.2.3 简单的程序复杂化 426

17.2.4 减少翻译的代价 427

17.2.5 变的转化为不变 427

17.3 一个高效的模板引擎的实现思路 427

17.3.1 vm模板如何被编译 429

17.3.2 方法调用的无反射优化 436

17.3.3 字符输出改成字节输出 439

17.4 优化的成果 440

17.4.1 char转成byte 440

17.4.2 无反射执行 441

17.5 其他优化手段 442

17.6 总结 442