深入java web开发内幕核心基础-杰瑞科技汇

第一部分：宏观视角 - Java Web应用的“骨架”

想象一下，一个Java Web应用就像一个餐厅,我们需要理解这个餐厅的运作流程。

（图片来源网络，侵删）

顾客：浏览器，发出请求（“我要一份宫保鸡丁”）。
服务员：Web服务器（如 Nginx, Apache），接收顾客请求,决定交给谁处理。
厨师长：应用服务器（如 Tomcat, Jetty），是真正的业务处理中心，它知道菜谱（代码）和食材（数据）。
厨师：你的Java代码，根据菜谱（业务逻辑）处理食材（数据），做出菜（生成响应）。
传菜员：Servlet/JSP，将做好的菜（响应）交给服务员。
食材库：数据库，存储所有原材料（数据）。

这个流程就是Java Web应用的核心工作模式：请求 -> 处理 -> 响应。

第二部分：核心基石 - Servlet & JSP

这是Java Web的“元老”，是理解一切高级框架的基础，几乎所有现代框架（如Spring MVC）都是对它们的封装和增强。

Servlet (Server Applet) - 服务器端小程序

Servlet是运行在服务器端的Java类，它的核心任务是接收客户端请求并生成响应。

生命周期：理解Servlet的生命周期是掌握其精髓的关键。
（图片来源网络，侵删）
1. 加载与实例化：当第一个请求到达时，服务器会加载Servlet类并创建一个实例，通常一个应用中一个Servlet只有一个实例（单例模式）。
2. 初始化：服务器调用init()方法，这个方法只在Servlet生命周期中执行一次，用于完成一些一次性的初始化工作，比如加载配置、建立数据库连接池等。
3. 请求处理：对于每个到来的请求，服务器会创建一个新的HttpServletRequest和HttpServletResponse对象，然后在一个新的线程中调用service()方法。service()方法会根据请求的HTTP方法（GET, POST等）调用相应的doGet(), doPost()等方法,这是Servlet处理业务逻辑的核心。
4. 销毁：当应用被卸载或服务器关闭时，服务器会调用destroy()方法,释放资源。
核心API：
- HttpServletRequest：代表客户端请求，你可以从中获取请求头、请求参数、Cookie、Session等信息。
- HttpServletResponse：代表服务器响应，你可以通过它设置响应状态码、响应头、向客户端输出HTML、JSON或文件等。
工作流程：
1. 浏览器发送一个HTTP请求到Tomcat。
2. Tomcat根据web.xml或注解（如@WebServlet）找到对应的Servlet。
3. Tomcat调用该Servlet的service()方法,并传入请求和响应对象。
4. Servlet中的Java代码执行业务逻辑（如查询数据库）。
5. Servlet通过HttpServletResponse将HTML内容写入输出流。
6. Tomcat将输出流中的内容封装成HTTP响应,发送回浏览器。

JSP (JavaServer Pages) - 视图层技术

JSP本质上是一个Servlet，它允许我们在HTML页面中嵌入Java代码,从而实现动态内容的生成。

JSP如何工作：当Tomcat第一次收到一个对.jsp文件的请求时，它会将这个JSP文件翻译成一个Java Servlet源文件（.java），然后编译成.class文件,后续的请求就直接由这个Servlet处理了。
（图片来源网络，侵删）
JSP的核心元素：
- 脚本片段：<% ... %>：可以写任何Java代码。（不推荐）
- 表达式：<%= ... %>：用于输出一个表达式的结果到页面上，相当于out.print()。
- 声明：!<% ... %>：用于在JSP页面中定义变量或方法。
- 指令：<%@ ... %>：
  - page：定义页面的全局属性，如编码contentType="text/html; charset=UTF-8"。
  - include：静态包含,将另一个文件的内容原样插入到当前JSP中。
  - taglib：引入标签库,如JSTL。
- 动作：<jsp: ...>：
  - jsp:include：动态包含,包含的是另一个JSP执行后的结果。
  - jsp:forward：将请求转发给另一个资源。
  - jsp:useBean：创建或使用一个JavaBean。
JSP的演变：纯粹的JSP（在页面里写Java代码）被称为“Model 1”架构，很快变得难以维护。MVC（Model-View-Controller）模式应运而生，成为了Java Web开发的黄金标准。

第三部分：设计模式与架构演进 - MVC

Servlet和JSP的分离催生了经典的MVC模式，这是理解现代Java Web框架架构的关键。

MVC (Model-View-Controller)：
- Model (模型)：负责业务逻辑和数据处理，它可以是JavaBean、EJB，或者与数据库交互的DAO层,模型不关心数据如何展示。
- View (视图)：负责数据显示，在Java Web中，JSP、HTML、XML等都是视图，视图不关心数据从哪里来,只负责展示。
- Controller (控制器)：是模型和视图之间的协调者，它接收用户的HTTP请求，调用模型处理业务逻辑，然后选择一个合适的视图来展示处理结果。Servlet就是最典型的Controller。
工作流程（MVC版）：
1. 浏览器请求一个URL（如 /user/list）。
2. Controller (Servlet) 接收请求。
3. Servlet调用 Model 中的方法,获取用户列表数据。
4. Servlet将数据存入request作用域。
5. Servlet通过forward将请求转发给 View (如 user_list.jsp)。
6. View (JSP) 从request中取出数据,并使用JSTL等标签库将其渲染成HTML表格。
7. Tomcat将最终的HTML响应返回给浏览器。
问题与演进：
- 问题：即使使用了MVC，我们仍然需要为每个功能编写一个Servlet，配置web.xml，处理请求参数、封装对象等,这些工作非常繁琐且重复。
- 演进：为了解决这些问题，前端控制器模式出现了，它引入一个核心的FrontController Servlet，所有请求都先交给它，这个FrontController根据请求信息，决定调用哪个具体的业务处理器，并负责通用的流程控制（如参数解析、异常处理）。这就是现代Web框架（如Struts 2, Spring MVC）的核心思想。

第四部分：数据交互 - 会话与连接

一个Web应用需要记住用户的状态,并且需要高效地与数据库交互。

会话管理

HTTP是无状态的，服务器默认不记得前后的请求，为了解决这个问题,我们引入了会话。

Cookie：
- 是什么：服务器发送给浏览器的一段文本信息，浏览器会将其保存,并在后续的每次请求中自动携带这段文本。
- 作用：通常用来记录用户的身份标识（Session ID）,就像餐厅给顾客发的手环。
- 特点：数据存储在客户端，可以设置过期时间，但大小有限（通常4KB）,且用户可以禁用。
Session：
- 是什么：服务器端的一块内存空间，用于存储特定用户的数据，它由HttpSession对象表示。
- 作用：存储用户的登录信息、购物车内容等敏感或大量的数据。
- 工作原理：服务器在创建Session后，会生成一个唯一的Session ID，然后通过Cookie将这个ID发送给浏览器，浏览器后续每次请求都会带上这个ID，服务器通过ID找到对应的Session对象。
- 特点：数据存储在服务器端，相对安全，但会占用服务器内存,有超时时间。

数据库连接

Java Web应用几乎离不开数据库，早期，每个请求都创建一个新的数据库连接,效率极低。

连接池：
- 是什么：一个管理数据库连接的缓存池，应用启动时,预先创建一批连接并放入池中。
- 工作原理：当需要访问数据库时，从池中“借用”一个连接，用完后“归还”给池，而不是销毁，这样避免了频繁创建和销毁

深入java web开发内幕核心基础

第一部分：宏观视角 - Java Web应用的“骨架”