JavaWeb核心篇（1）——HTTP/Tomcat/Servlet

来源:https://www.cnblogs.com/qiuluoyuweiliang/archive/2022/09/08/16669453.html
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JavaWeb核心篇（1）——HTTP/Tomcat/Servlet 在正式講解JavaWeb前，我們先來瞭解一下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互聯網領域的技術棧 如果說網頁是為了展現數據，數 ...


JavaWeb核心篇（1）——HTTP/Tomcat/Servlet

在正式講解JavaWeb前，我們先來瞭解一下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互聯網領域的技術棧

如果說網頁是為了展現數據，資料庫是為了存儲和管理數據，那麼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核心技術棧介紹

既然我們想要學習JavaWeb，那麼我們就要先來進行瞭解：

  • B/S框架：Browser/Server，瀏覽器/伺服器 構造模式，它的特點是，客戶端只需要瀏覽器，應用程式和數據都存儲在伺服器端。瀏覽器只需要請求伺服器，獲得Web資源，伺服器把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：負責存儲數據
  • HTTP協議：定義通信規則
  • Web伺服器：負責解析HTTP協議，解析請求數據，併發送響應數據（常用Web伺服器：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，規定了瀏覽器和伺服器之間數據傳輸的規則

HTTP特點：

  • 基於TCP協議：面向連接，安全
  • 基於請求-響應模型：一次請求對應一次響應
  • HTTP協議是無狀態的協議：對於事務處理沒有記憶能力；每次請求-響應都是獨立的

HTTP優缺點：

  • 優點：速度快
  • 缺點：多次請求間不能共用數據。（Java中使用會話技術Cookie，Session來解決這個問題）

HTTP請求數據格式

HTTP請求數據分為三部分：

  • 請求行：請求數據的第一行，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請求的最後一部分

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類型，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類型，類如gzip，deflate等

GET請求和POST請求的區別：

  • GET請求請求參數在請求行中，沒有請求體；但是POST請求請求參數在請求體中
  • GET請求請求參數有限制，但是POST沒有

下麵給出GET和POST兩個例子：

GET請求數據格式

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請求數據格式

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響應數據格式

響應數據分為三部分：

  • 響應行：響應數據的第一行；其中HTTP/1.1表示協議版本，200表示響應狀態碼，OK表示狀態碼描述
  • 響應頭：第二行開始，格式為key：value形式
  • 響應體：最後一部分，存放響應數據

常見HTTP響應頭：

  • Content-Type：表示該響應內容的類型，類如text/html/image/jpeg
  • Content-Length：表示該響應內容的長度（位元組數）
  • Content-Encoding：表示該響應壓縮演算法。例如gzip
  • Cache-Control：指示客戶端應如何緩存，例如max-age=300，表示最多可以緩存300s

下麵給出HTTP響應例子：

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 響應中——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——處理髮生錯誤，責任在客戶端，如：客戶端請求一個不存在的資源
5xx 伺服器端錯誤——處理髮生錯誤，責任在服務端，如：服務端拋出異常，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錯誤或資源被刪除
500 Internal Server Error 伺服器發生不可預期的錯誤，伺服器出現異常，可以查看日誌

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伺服器的一種，那麼我們從頭介紹：

  • Web伺服器屬於一個應用程式，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“提供網上信息瀏覽服務”。

然後我們對Tomcat做出一個簡單解釋：

  • Tomcat是Apache軟體基金會的一個核心項目，是一個開源免費的輕量級Web伺服器，支持Servlet/JSP少量JavaEE規範
  • JavaEE：Java企業版，指Java企業級開發的技術規範總和，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，我們自製的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等原本不屬於該網頁的製造代碼

但是我們可以通過Web伺服器（Tomcat等）來省略HTTP內容書寫的過程，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：

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

Tomcat關閉流程：

  1. 強制關閉：直接按×關閉即可
  2. 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的文件目錄展示並解釋：

我們對文件夾進行解釋翻譯：

  • bin：可執行文件存放目錄
  • conf：配置文件存放目錄
  • lib：jar包存放目錄
  • logs：日誌文件
  • temp：臨時文件
  • webapps：應用發佈目錄（我們把需要編譯的文件放置在該文件夾下，在啟動後，就可以在網頁中直接搜索）
  • work：工作目錄

Tomcat配置與項目部署

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" />

註意：HTTP協議預設埠號為80，如果將Tomcat埠號修改為80，則訪問時不需要輸入埠號

Tomcat部署項目：

將項目放在webapps目錄下，即為部署成功

註意：我們的文件通常打包為war壓縮包，放置在webapps下後會自動解壓（加快速度）

IDEA創建Maven Web項目整體框架

首先我們先對Maven Web項目的整體框架進行解釋：

我們對文件夾進行解釋翻譯：

  • src：主目錄
  • java：java代碼
  • resources：資源文件
  • webapp：Web項目特有目錄
  • html：HTML文件目錄（可自定義）
  • WEB-INF：Web項目核心目錄（必須這個名字）
  • web.xml：Web項目配置文件
  • test：測試目錄

在文件打包之後會創建一個target打包包，即為部署成功的JavaWeb項目包：

  • 編譯後的Java位元組碼文件和resources資源文件，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項目

創建方法分為使用骨架和不使用骨架（骨架：項目模板）

  • 使用骨架：
  1. 在創建項目中使用Maven Archetype，直接創建即可
  2. 在創建後，刪除掉pom.xml中的多餘坐標（只保留自身groupId即可）
  3. 需要補全main下的Java目錄和resources目錄
  • 不使用骨架：
  1. 直接創建Maven項目
  2. 在pom.xml中的groupId中添加war,使其打包方法為war（預設為jar）
  3. 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，需要不停刷新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>

然後在Maven Helper插件中快速啟動項目，選中項目，右鍵-> Run Maven ->tomcat7:run

Servlet

最後我們介紹一下Servlet：

  • Servlet是Java提供的一門動態Web資源開發技術
  • Servlet是JavaEE規範之一，其實就是一個介面，將來我們需要定義Servlet類實現Servlet介面，並由Web伺服器運行Servlet

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

Servlet入門

下麵我們通過一個簡單的步驟來介紹Servlet的使用過程：

  1. 創建Web項目，在pom.xml中導入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>
  1. 在Java文件夾下創建一個類，並實現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 在每次開啟網頁後都會啟動一次（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;
  1. 在類上方使用@WebServlet註解，配置該Servlet的訪問路徑
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import java.io.IOException;


// 這裡使用註解，後面括弧內為訪問路徑
@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;
    }
}

    }
}
  1. 訪問：啟動Tomcat，輸入URL即可訪問，並且觸動Servlet中的service方法
// /web-demo 是Web項目名稱
// /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伺服器創建，Servlet方法由Web伺服器調用
  • 因為我們自定義的Servlet，必須實現Servlet介面並覆寫其方法，所以Servlet介面中必定存在service方法

生命周期概念：

  • 生命周期：指一個對象從被創建到被銷毀的全過程

Servlet生命周期：

  1. 載入和實例化：
    • 預設情況下，當Servlet第一次被訪問時，由容器創建Servlet對象
  2. 初始化：
    • 在Servlet實例化之後，容器將調用Servlet的init（）方法初始化這個對象，完成一些如載入配置文件，創建連接等初始化的工作，該方法只調用一次！
  3. 請求處理：
    • 每次請求Servlet時，Servlet容器都會調用Service方法來對請求進行處理
  4. 服務終止：
    • 當需要釋放記憶體或容器關閉時，容器就會調用Servlet實例的destroy（）方法完成資源的釋放；在destroy方法調用之後，容器會釋放這個Servlet實例，該實例隨後會被Java的垃圾收集器回收

註意：@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，表示伺服器啟動時創建，數字越小優先順序越高

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. 調用時機：預設情況下，Servlet被第一次訪問時，調用
     *      * loadOnStartup:
     * 2. 調用次數：1次
     * @param config
     * @throws ServletException
     */
    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        System.out.println("init...");
    }


    /**
     * 提供服務
     * 1. 調用時機：每一次Servlet被訪問時，調用
     * 2. 調用次數：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. 調用時機：記憶體釋放或者伺服器關閉的時候，Servlet對象會被銷毀，調用
     * 2. 調用次數：1次
     */
    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy...");
    }

    // 用於獲取Servlet的具體信息
    @Override
    public String getServletInfo() {
        return null;
    }

    // 用於獲取ServletConfig對象
    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return null;
    }
}

Servlet體繫結構

Servlet屬於最高級根介面，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，並根據不同請求方法，調用不同的do方法

我們給出一個具體實例：

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方法提供不同的返回信息
    
    @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信息（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"})

然後我們介紹Servlet的urlPattern匹配規則：

  1. 精準匹配
// Java源碼
@WebServlet(urlPattern = "/user/select")

// 查詢網站
localhost8080/web-demo/user/select
  1. 目錄匹配
// Java源碼
@WebServlet(urlPattern = "/user/*")

// 查詢網站
localhost8080/web-demo/user/aaa
localhost8080/web-demo/user/bbb
  1. 擴展名匹配
// Java源碼
@WebServlet(urlPattern = "*.do")

// 查詢網站
localhost8080/web-demo/aaa.do
localhost8080/web-demo/bbb.do
  1. 任意匹配
// Java源碼
@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

/: 當我們的項目中配置了"/"後，會覆蓋掉tomcat中的DefaultServlet，這樣就會導致你的靜態內容（html）都無法被訪問，所以儘量不要使用
*/

優先順序：精確路徑 > 目錄路徑 > 擴展名路徑 > /* > /

XML配置方法編寫Servlet

Servlet在3.0版本後才可以使用註解配置（@註解）

在3.0版本之前我們需要採用XML配置文件的配置方法

配置方法：

  • 編寫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， 關於JavaWeb的第一期就到這裡，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

該文章屬於學習內容，具體參考B站黑馬程式員陳老師的JavaWeb課程

這裡附上鏈接：01-Web核心介紹_嗶哩嗶哩_bilibili


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