JavaWeb核心篇（1）——HTTP/Tomcat/Servlet

在正式講解JavaWeb前，我們先來了解一下JavaWeb：

Web：全球廣域網，也被稱為萬維網（www），能夠通過瀏覽器訪問的網站
JavaWeb：通過Java技術來解決相關Web互聯網領域的技術堆疊

如果說網頁是為了展現資料，資料庫是為了存盤和管理資料，那么JavaWeb就是為了進行邏輯處理

溫馨提示：在學習JavaWeb前，需要先學習MYSQL，JDBC和前端三件套，

WEB核心技術堆疊介紹

既然我們想要學習JavaWeb，那么我們就要先來進行了解：

B/S框架：Browser/Server，瀏覽器/服務器構造模式，它的特點是，客戶端只需要瀏覽器，應用程式和資料都存盤在服務器端，瀏覽器只需要請求服務器，獲得Web資源，服務器把Web資源發送給瀏覽器即可，
靜態資源：HTML，CSS，JavaScript，圖片等，負責頁面展示
動態資源：Servlet，JSP等，負責邏輯處理
資料庫：負責存盤資料
HTTP協議：定義通信規則
Web服務器：負責決議HTTP協議，決議請求資料，并發送回應資料（常用Web服務器：Apache Tomcat）

HTTP

首先我們系統的介紹一下HTTP

概念：HyperText Transfer Protocol，超文本傳輸協議，規定了瀏覽器和服務器之間資料傳輸的規則

HTTP特點：

基于TCP協議：面向連接，安全
基于請求-回應模型：一次請求對應一次回應
HTTP協議是無狀態的協議：對于事務處理沒有記憶能力；每次請求-回應都是獨立的

HTTP優缺點：

優點：速度快
缺點：多次請求間不能共享資料，（Java中使用會話技術Cookie，Session來解決這個問題）

HTTP請求資料格式

HTTP請求資料分為三部分：

請求行：請求資料的第一行，其中GET表示請求方式（還有POST方法），/表示請求資源路徑，HTTP/1.1表示協議版本
請求頭：第二行開始，格式為key：value形式
請求體：POST請求的最后一部分

常見的請求頭：

Host：表示請求的主機名
User-Agent：瀏覽器版本
Accept：表示瀏覽器能接收的資源型別，其中text/* , image/* 或者 */ *表示所有
Accept-Language：表示瀏覽器偏好的語言
Accept-Encoding：表示瀏覽器可以支持的壓縮型別，類如gzip，deflate等

GET請求和POST請求的區別：

GET請求請求引數在請求行中，沒有請求體；但是POST請求請求引數在請求體中
GET請求請求引數有限制，但是POST沒有

下面給出GET和POST兩個例子：

GET請求資料格式

GET/HTTP/1.1
Host:www.itcast.cn
Connection:keep-alive
Cache-Control:max-age=0 Upgrade-Insecure-Requests:1
User-Agent:Mozilla/5.0Chrome/91.0.4472.106
......

POST請求資料格式

POST/HTTP/1.1
Host:www.itcast.cn
Connection:keep-alive
Cache-Control:max-age=0 Upgrade-Insecure-Requests:1
User-Agent:Mozilla/5.0Chrome/91.0.4472.106

username=superbaby&password=123456

HTTP回應資料格式

回應資料分為三部分：

回應行：回應資料的第一行；其中HTTP/1.1表示協議版本，200表示回應狀態碼，OK表示狀態碼描述
回應頭：第二行開始，格式為key：value形式
回應體：最后一部分，存放回應資料

常見HTTP回應頭：

Content-Type：表示該回應內容的型別，類如text/html/image/jpeg
Content-Length：表示該回應內容的長度（位元組數）
Content-Encoding：表示該回應壓縮演算法，例如gzip
Cache-Control：指示客戶端應如何快取，例如max-age=300，表示最多可以快取300s

下面給出HTTP回應例子：

HTTP/1.1 200 OK
Server:Tengine
Content-Type:text/html
Transfer-Encoding:chunked...

<html>
<head>
	<title></titile>
</head>
<body>
</body>
</html>

重要狀態碼：

狀態碼分類	說明
1xx	回應中——臨時狀態碼，表示請求已經接受，告訴客戶端應該繼續請求或者如果它已經完成則忽略它
2xx	成功——表示請求已經被成功接收，處理已經完成
3xx	重定位——重定義到其他地方；它讓客戶端再發起一個請求已完成整個處理
4xx	客戶端錯誤——處理發生錯誤，責任在客戶端，如：客戶端請求一個不存在的資源
5xx	服務器端錯誤——處理發生錯誤，責任在服務端，如：服務端拋出例外，路由出錯，HTTP版本不支持

狀態碼	英文描述	解釋
200	OK	客戶端請求成功，處理成功
404	NOT FOUND	請求資源不存在，通常為url錯誤或資源被洗掉
500	Internal Server Error	服務器發生不可預期的錯誤，服務器出現例外，可以查看日志

狀態碼大全：HTTP 狀態碼 | 菜鳥教程 (runoob.com)

Tomcat

首先我們知道Tomcat是Web服務器的一種，那么我們從頭介紹：

Web服務器屬于一個應用程式，對HTTP協議的操作進行封裝，使得程式員不必直接對協議進行操作，讓Web開發更加便捷，
其主要功能是“提供網上資訊瀏覽服務”，

然后我們對Tomcat做出一個簡單解釋：

Tomcat是Apache軟體基金會的一個核心專案，是一個開源免費的輕量級Web服務器，支持Servlet/JSP少量JavaEE規范
JavaEE：Java企業版，指Java企業級開發的技術規范總和，包含13門技術：JDBC，JSP，XML，Servlet等
Tomcat也被稱為Web容器；Servlet需要依賴Tomcat才能運行
官網：Apache Tomcat? - Welcome!

通俗來講，我們自制的HTML網頁通常只能在自己電腦上使用

如果我們希望將該網頁上傳到網路上被其他人閱讀，就需要書寫HTTP等原本不屬于該網頁的制造代碼

但是我們可以通過Web服務器（Tomcat等）來省略HTTP內容書寫的程序，直接將該網頁上傳至網路被其他人閱讀

Tomcat下載

Tomcat下載流程：

下載：官網下載即可（示例Tomcat為Tomcat8）
安裝：綠色版本，直接安裝即可（推薦安裝在無漢字無空格的檔案目錄下）
啟動：雙擊bin\startup.bat即為啟動

Tomcat關閉流程：

強制關閉：直接按×關閉即可
正常關閉：雙擊bin\shutdown.bat 或者在cmd控制面板使用ctrl+c

我們給出Tomcat的檔案目錄展示并解釋：

我們對檔案夾進行解釋翻譯：

bin：可執行檔案存放目錄
conf：組態檔存放目錄
lib：jar包存放目錄
logs：日志檔案
temp：臨時檔案
webapps：應用發布目錄（我們把需要編譯的檔案放置在該檔案夾下，在啟動后，就可以在網頁中直接搜索）
work：作業目錄

Tomcat配置與專案部署

Tomcat的配置主要是修改埠號：

我們在conf/server.xml中找到如下代碼，修改port埠號即可

    <Connector port="80" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

注意：HTTP協議默認埠號為80，如果將Tomcat埠號修改為80，則訪問時不需要輸入埠號

Tomcat部署專案：

將專案放在webapps目錄下，即為部署成功

注意：我們的檔案通常打包為war壓縮包，放置在webapps下后會自動解壓（加快速度）

IDEA創建Maven Web專案整體框架

首先我們先對Maven Web專案的整體框架進行解釋：

我們對檔案夾進行解釋翻譯：

src：主目錄
java：java代碼
resources：資源檔案
webapp：Web專案特有目錄
html：HTML檔案目錄（可自定義）
WEB-INF：Web專案核心目錄（必須這個名字）
web.xml：Web專案組態檔
test：測驗目錄

在檔案打包之后會創建一個target打包包，即為部署成功的JavaWeb專案包：

編譯后的Java位元組碼檔案和resources資源檔案，放到WEB-INF下的class目錄下
pom.xml中依賴坐標對應的jar包會放到WEB-INF下的lib目錄下

IDEA創建Maven Web專案

創建方法分為使用骨架和不使用骨架（骨架：專案模板）

使用骨架：

在創建專案中使用Maven Archetype，直接創建即可
在創建后，洗掉掉pom.xml中的多余坐標（只保留自身groupId即可）
需要補全main下的Java目錄和resources目錄

不使用骨架：

直接創建Maven專案
在pom.xml中的groupId中添加war,使其打包方法為war（默認為jar）
補全webapp目錄

IDEA中使用Tomcat

我們如果在Tomcat的下載地址下上傳網頁，需要不停重繪Tomcat，所以我們希望在IDEA中使用Tomcat

集成本地Tomcat（IDEA完整版）

我們需要在IDEA中添加配置（Add）中添加Tomcat即可

Tomcat Maven插件（Tomcat7版本之前）

直接在pom.xml中添加Tomcat插件

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
            <artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
            <configuration>
                <path>/</path>
                <port>8080</port>
            </configuration>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

然后在Maven Helper插件中快速啟動專案，選中專案，右鍵-> Run Maven ->tomcat7:run

Servlet

最后我們介紹一下Servlet：

Servlet是Java提供的一門動態Web資源開發技術
Servlet是JavaEE規范之一，其實就是一個介面，將來我們需要定義Servlet類實作Servlet介面，并由Web服務器運行Servlet

如果說Tomcat是Java網頁與互聯網連接的一個框架，那么Servlet就是Java網頁在登陸互聯網后的動態資源

Servlet入門

下面我們通過一個簡單的步驟來介紹Servlet的使用程序：

創建Web專案，在pom.xml中匯入Servlet依賴坐標

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>org.example</groupId>
    <artifactId>web-demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>war</packaging>
    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>

	<!-- servlet依賴坐標 -->
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>3.1.0</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <!-- tomcat 插件 為了方便使用 -->
            <plugin>
                <groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
                <artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
                <version>2.2</version>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

在Java檔案夾下創建一個類，并實作Servlet介面，重寫所有方法

package com.itheima.web;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import java.io.IOException;

@WebServlet("/demo1")
public class ServletDemo1 implements Servlet {


    // service 在每次開啟網頁后都會啟動一次（是主要代碼）
    @Override
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("servlet hello world~");
    }

    @Override
    public String getServletInfo() {
        return null;
    }

    @Override
    public void destroy() {

    }

    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {

    }

    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return null;package com.itheima.web;

在類上方使用@WebServlet注解，配置該Servlet的訪問路徑

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import java.io.IOException;


// 這里使用注解，后面括號內為訪問路徑
@WebServlet("/demo1")
public class ServletDemo1 implements Servlet {


    @Override
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("servlet hello world~");
    }

    @Override
    public String getServletInfo() {
        return null;
    }

    @Override
    public void destroy() {

    }

    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {

    }

    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return null;
    }
}

    }
}

訪問：啟動Tomcat，輸入URL即可訪問，并且觸動Servlet中的service方法

// /web-demo 是Web專案名稱
// /demo1是配置訪問路徑

http://localhost:8080/web-demo/demo1

Servlet生命周期

在分析執行流程前，我們先明白兩個問題：

Servlet由Web服務器創建，Servlet方法由Web服務器呼叫
因為我們自定義的Servlet，必須實作Servlet介面并復寫其方法，所以Servlet介面中必定存在service方法

生命周期概念：

生命周期：指一個物件從被創建到被銷毀的全程序

Servlet生命周期：

加載和實體化：
- 默認情況下，當Servlet第一次被訪問時，由容器創建Servlet物件
初始化：
- 在Servlet實體化之后，容器將呼叫Servlet的init（）方法初始化這個物件，完成一些如加載組態檔，創建連接等初始化的作業，該方法只呼叫一次！
請求處理：
- 每次請求Servlet時，Servlet容器都會呼叫Service方法來對請求進行處理
服務終止：
- 當需要釋放記憶體或容器關閉時，容器就會呼叫Servlet實體的destroy（）方法完成資源的釋放；在destroy方法呼叫之后，容器會釋放這個Servlet實體，該實體隨后會被Java的垃圾收集器回收

注意：@WebServlet（urlPatterns = “/demo1”，loadOnStartup = 1）

loadOnStartup：當為負整數，表示第一次被訪問時創建；當為正整數或0，表示服務器啟動時創建，數字越小優先級越高

Servlet方法介紹

Servlet存在五種方法，我們在代碼中進行介紹：

package com.itheima.web;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import java.io.IOException;

/**
 * Servlet 生命周期方法
 */
@WebServlet(urlPatterns="/demo2",loadOnStartup = 1)
public class ServletDemo2 implements Servlet {

    /**
     * 初始化方法
     * 1. 呼叫時機：默認情況下，Servlet被第一次訪問時，呼叫
     *      * loadOnStartup:
     * 2. 呼叫次數：1次
     * @param config
     * @throws ServletException
     */
    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        System.out.println("init...");
    }


    /**
     * 提供服務
     * 1. 呼叫時機：每一次Servlet被訪問時，呼叫
     * 2. 呼叫次數：多次
     *
     *
     * @param req
     * @param res
     * @throws ServletException
     * @throws IOException
     */
    @Override
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("servlet hello world~");
    }


    /**
     * 銷毀方法
     * 1. 呼叫時機：記憶體釋放或者服務器關閉的時候，Servlet物件會被銷毀，呼叫
     * 2. 呼叫次數：1次
     */
    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy...");
    }

    // 用于獲取Servlet的具體資訊
    @Override
    public String getServletInfo() {
        return null;
    }

    // 用于獲取ServletConfig物件
    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return null;
    }
}

Servlet體系結構

Servlet屬于最高級根介面，為了更加契合HTTP的使用

我們又以Servlet創建了GennericServlet類，再以GennericServlet類為模板創建了HTTPServlet類

在這部分我們將介紹HTTPServlet類：

我們的B/S構架的Web的開發，都是針對HTTP協議的，所以我們自定義的Servlet類可以繼承HTTPServlet類

HTTPServlet使用步驟：

繼承HTTPServlet類
重寫doGet和doPost方法

HttpServlet原理：

獲得請求方式，并根據不同請求方法，呼叫不同的do方法

我們給出一個具體實體：

package com.itheima.web;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;


@WebServlet("/demo4")
public class ServletDemo4 extends HttpServlet {

    // HTTPServlet根據其請求的GET或POST方法提供不同的回傳資訊
    
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("get...");
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("post...");
    }
}

Servlet urlPattern配置

Servlet如果想被訪問，就必須要配置urlPattern資訊（訪問路徑）

首先我們闡明一個道理：

一個Servlet，可以配置多個urlPattern

@WebServlet(urlPattern = {"/demo1","/demo2"})

然后我們介紹Servlet的urlPattern匹配規則：

精準匹配

// Java原始碼
@WebServlet(urlPattern = "/user/select")

// 查詢網站
localhost8080/web-demo/user/select

// Java原始碼
@WebServlet(urlPattern = "/user/*")

// 查詢網站
localhost8080/web-demo/user/aaa
localhost8080/web-demo/user/bbb

擴展名匹配

// Java原始碼
@WebServlet(urlPattern = "*.do")

// 查詢網站
localhost8080/web-demo/aaa.do
localhost8080/web-demo/bbb.do

任意匹配

// Java原始碼
@WebServlet(urlPattern = "/")
@WebServlet(urlPattern = "/*")

// 查詢網站
localhost8080/web-demo/hehe
localhost8080/web-demo/haha
    
/*
介紹一下 / 和 /* 區別：

/*： 可以匹配任意訪問路徑

/: 當我們的專案中配置了"/"后，會覆寫掉tomcat中的DefaultServlet，這樣就會導致你的靜態內容（html）都無法被訪問，所以盡量不要使用
*/

優先級：精確路徑 > 目錄路徑 > 擴展名路徑 > /* > /

XML配置方法撰寫Servlet

Servlet在3.0版本后才可以使用注解配置（@注解）

在3.0版本之前我們需要采用XML組態檔的配置方法

配置方法：

撰寫Servlet類
在web.xml中配置該Servlet

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<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">


    
    <!--
        Servlet 全類名
    -->
    
    <servlet>
        <servlet-name>demo13</servlet-name>
        <servlet-class>com.itheima.web.ServletDemo13</servlet-class>
    </servlet>
    
    
    <!--
        Servlet 訪問路徑
    -->
    
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>demo13</servlet-name>
        <url-pattern>/demo13</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

結束語

好的，關于JavaWeb的第一期就到這里，具體介紹了HTTP，Tomcat和Servlet三門技術

下一期將會介紹Request和Response以及案例介紹

附錄

該文章屬于學習內容，具體參考B站黑馬程式員陳老師的JavaWeb課程

這里附上鏈接：01-Web核心介紹_嗶哩嗶哩_bilibili

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/ruanti/505978.html

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