一、背景

  • Spring生态的强大与完善，使得大多数的Java程序员，在刚刚接触Java Web应用开发时，往往依赖于SSM、SpringBoot等各种高级框架。
  • Java Web的基础的体系结构是什么？到底是怎么运作的？这些高级的框架与基础的体系结构之间是什么关系？
  • 只有真正理清了这些底层基础的结构，才能完全理解高级框架的设计原理，在使用框架开发项目时做到事半功倍。
  • 本文旨在暂时抛开这些高级框架，重走Java Web底层之路。

二、Web应用

  • Web应用的基础模型
  1. 用户通过Web浏览器向某个Web应用发出一个请求
  2. Web服务器得到请求后，处理并查找资源，并向Web浏览器返回一个响应结果。

2.1 HTML

  • Web服务器需要对客户端的请求提供响应内容，Web浏览器需要将这些响应内容呈现给用户。两者需要形成统一的对话语言，Web应用中形成的共同的语言被称为HTML(HyperText Markup Language:超文本标记语言)。

  • HTML包含数十个标记，数千种标记属性，能过这些标记定义了网页内容的含义和结构；正是无数个具有相互链接的HTML网页构成了我们现在的互联网世界。

标记 描述
html 定义HTML文档的边界
head 定义HTML文档头部的边界
body 定义HTML文档本体的边界
tile 定义HTML文档本体的标题
form 定义一个表单
a 定义一个超链接
... ... 
  1. <!-- HTML基础 -->
  2. <html>
  3.   <head>
  4.     <title>欢迎</title>
  5.   </head>
  6.   <body>
  7.    <a href="https://www.baidu.com">百度</a>
  8.   </body>
  9. </html>

2.2 HTTP

  • Web浏览器与Web服务器之间相互通信同样需要建立统一的协议：Web应用的标准协议被称为HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）超文本传输协议。
  • HTTP协议规定了超文本传输所要遵守的规则：HTTP请求可发起常用的GET或者POST请求；HTTP的响应中可以包含HTML内容。

  1. curl https://www.baidu.com -v
  2. <!-- 通过HTTP向URL地址www.baidu.com发起 GET请求-->
  3. > GET / HTTP/1.1
  4. > User-Agent: curl/7.29.0
  5. > Host: www.baidu.com
  6. > Accept: */*
  7. <!-- Web服务器HTTP响应-->
  8. < HTTP/1.1 200 OK
  9. < Accept-Ranges: bytes
  10. < Cache-Control: private, no-cache, no-store, proxy-revalidate, no-transform
  11. < Connection: keep-alive
  12. < Content-Length: 2443
  13. < Content-Type: text/html
  14. < Date: Tue, 25 Aug 2020 04:04:01 GMT
  15. < Etag: "588603eb-98b"
  16. < Last-Modified: Mon, 23 Jan 2017 13:23:55 GMT
  17. < Pragma: no-cache
  18. < Server: bfe/1.0.8.18
  19. < Set-Cookie: BDORZ=27315; max-age=86400; domain=.baidu.com; path=/
  20. <
  21. <!DOCTYPE html>
  22. <!--STATUS OK-->
  23. <html>
  24. <head>
  25. ...
  26.     <title>百度一下，你就知道</title>
  27. </head>
  28. <body link=#0000cc>
  29.     ...
  30. </body>
  31. </html>

2.3 URL

  • Web应用上的每个资源都有唯一的地址进行定位，被称为URL（Uniform Resource Locatiors）统一资源定位符。

    1. URL中可包含额外的参数，会追加到URL的最后,以?开头，以&分隔各个参数，如：http://www.web.com:8080/welcome/hello.html?name=jack&age=20
    2. Web服务器中的应用一般默认在80端口运行，端口号为80的在URL中可省略不书写。

2.4 Servlet

  • Servlet是Server Applet的简写，也被称为运行在服务端的小程序，通过Servlet程序可以生成动态Web内容，实现Java Web服务器功能的扩展。
  • Servlet需要依付于Servlet容器（比如Tomcat等）才能运行

2.4.1 编写第一个Servlet程序

  • Java Servlet是一个接口，定义了Java类被浏览器访问到的规则。

  • Java程序员自定义一个类，实现Servlet接口并重写接口中的方法，Web服务器（如Tomcat等）就可以识别并执行这个程序。

  • 创建JavaEE项目



  • 定义一个类，实现Servlet接口，实现或重写接口中的方法

  1. /**
  2.  * HttpServlet
  3.  *
  4.  * @author zhuhuix
  5.  * @date 2020-08-25
  6.  */
  7. public class HttpServletDemo extends HttpServlet {
  9.     // 重写Get请求方法
  10.     @Override
  11.     protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
  12.         // 业务逻辑处理
  13.         LocalDate date = LocalDate.now();
  15.         // 动态输出HTML页面
  16.         PrintWriter out = resp.getWriter();
  17.         out.println("<html>" +
  18.                 "<body>" +
  19.                 "<h1>"+date.toString()+"</h1> " +
  20.                 "<h2>hello world</h2> " +
  21.                 "</body>" +
  22.                 "</html>"
  23.         );
  24.     }
  25. }
  • 在web.xml配置Servlet
  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
  3.          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4.          xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
  5.          version="4.0">
  7.      <!-- 配置Servlet -->
  8.     <servlet>
  9.         <servlet-name>http-demo</servlet-name>
  10.         <servlet-class>demo.servlet.HttpServletDemo</servlet-class>
  11.     </servlet>
  12.     <servlet-mapping>
  13.         <servlet-name>http-demo</servlet-name>
  14.         <url-pattern>/http-demo</url-pattern>
  15.     </servlet-mapping>
  16. </web-app>
  • 运行

  • 访问http://localhost:8080/servlet_war_exploded/http-demo路径

2.5 JSP

  • JSP(Java Server Pages)也是一种Java servlet，主要用于实现Java web应用程序的用户界面部分。通过结合HTML代码、XHTML代码、XML元素以及嵌入JSP操作和命令来编写JSP。简而言之，就是在HTML网页中嵌入了Java。
  • JSP页面可以与处理业务逻辑的 Servlet 一起使用，这种模式被Java servlet 模板引擎所支持
  1. <%@ page import="java.time.LocalDate" %>
  2. <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
  3. <html>
  4.   <body>
  5.   <h1><%= LocalDate.now()%></h1>
  6.   <h2>hello world!!!</h2>
  7.   </body>
  8. </html>
  1. public class HttpServletDemo extends HttpServlet {
  2.     // 重写Get请求方法
  3.    @Override
  4.     protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
  5.     	// 调用jsp页面
  6.         req.getRequestDispatcher("/index.jsp").forward(req,resp);
  7.     }
  8. }

2.6 容器

  • 容器就是程序运行时需要的环境；比如Tomcat就是一个Servlet/JSP的容器。
  • Servlet 容器具备管理Servlet对象的功能。
    1. 通信支持：利用容器提供的方法，可以轻松实现Web服务器与Servlet进行通信，无需自己建立ServerSocket、监听端口，字节流传输等底层协议。
    2. 生命周期管理： 容器会负责Servlet的实例化、初始化、调用方法、释放资源等控制。
    3. 多线程支持：容器接收到每个Servlet请求时建立新的线程，并协调线程运行。
    4. 配置式管理：利用容器支持的xml进行配置式管理，在环境改变时，无需硬性修改程序及编译程序。



2.7 URL映射到Servlet

  • 通过JavaEE的XML配置部署文件中的元素〈servlet〉及 〈servlet-mapping〉，把URL映射到对应的Servlet上。

三、一个完整的Java Web基础应用

  1. /**
  2.  * HttpServlet
  3.  *
  4.  * @author zhuhuix
  5.  * @date 2020-08-25
  6.  */
  7. public class HttpServletDemo extends HttpServlet {
  9.     // 重写Get请求方法,返回一个表单页面
  10.     @Override
  11.     protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException {
  12.         req.getRequestDispatcher("/form.jsp").forward(req, resp);
  13.     }
  15.     // 重写Post请求方法，提交表单上的数据，并返回结果页面
  16.     @Override
  17.     protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
  18.         String name = req.getParameter("name");
  19.         Integer age = Integer.parseInt(req.getParameter("age"));
  20.         if (name != null && age != null) {
  21.             User user = new User(name, age);
  22.             req.setAttribute("name", name);
  23.             req.setAttribute("age", age);
  24.             if (user.checkName()) {
  25.                 req.setAttribute("result","登记成功");
  26.             }else {
  27.                 req.setAttribute("result","登记失败：名称中包含非法字符");
  28.             }
  29.             RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp");
  30.             view.forward(req, resp);
  31.         }
  32.     }
  33. }
  1. /**
  2.  * 用户类
  3.  */
  4. public class User {
  5.     private String name;
  6.     private Integer age;
  8.     public User() {
  9.     }
  11.     public User(String name, Integer age) {
  12.         this.name = name;
  13.         this.age = age;
  14.     }
  16.     // 判断名称是否非法
  17.     public Boolean checkName() {
  18.         return !this.name.contains("admin");
  19.     }
  21.     public String getName() {
  22.         return name;
  23.     }
  25.     public void setName(String name) {
  26.         this.name = name;
  27.     }
  29.     public Integer getAge() {
  30.         return age;
  31.     }
  33.     public void setAge(Integer age) {
  34.         this.age = age;
  35.     }
  36. }
  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
  3.          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4.          xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
  5.          version="4.0">
  7.         <servlet>
  8.             <servlet-name>http-demo</servlet-name>
  9.             <servlet-class>demo.servlet.HttpServletDemo</servlet-class>
  10.         </servlet>
  12.         <servlet-mapping>
  13.             <servlet-name>http-demo</servlet-name>
  14.             <url-pattern>/http-demo</url-pattern>
  15.         </servlet-mapping>
  17. </web-app>
  1. <!--表单页面-->
  2. <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
  3. <html>
  4. <head>
  5.     <title>登记用户</title>
  6. </head>
  7. <body>
  8.     <form method="post" action="http-demo">
  9.         姓名：<input name="name" type="text"/><br>
  10.         年龄：<input name="age" type="text"/><br>
  12.             <input type="submit" title="提交" >
  14.     </form>
  15. </body>
  16. </html>
  1. <!--结果页面-->
  2. <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
  3. <html>
  4. <head>
  5.     <title>登记结果</title>
  6. </head>
  7. <body>
  8.     <h2>姓名：${name} 年龄：${age} ${result} </h2><br>
  9. </body>
  10. </html>



四、小结

  • 以上三个小节，只对Java Web中的基础要素及这些要素组成的最小体系结构做了回顾。
  • Java EE中Web开发的要点还有很多，比如Servlet的请求与响应的具体细节、JSTL语法，过滤器与监听器，Session与Cookie等。
  • 在重度依赖各种框架开发的今天，谨以此文抛砖引玉，让我们先抛开框架，重拾基础。

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