JavaWeb01

一、系统架构

1、两种常见架构

（1）C/S架构

客户端/服务器，需要安装特定的客户端软件

优点：速度快、界面酷炫、体验好、服务器压力小、安全

缺点：更新维护麻烦

（2）B/S架构

浏览器/服务器，实际上是一个特殊的C/S架构

优点：更新维护方便、不需要安装软件

缺点：速度慢、不够安全、服务器压力大

2、B/S架构的通信原理

用户输入URL（统一资源定位符）

域名解析器进行域名解析：http://110.242.68.3:8080/index.html

浏览器软件在网络中搜索110.242.68.3这台主机

根据端口号8080定位这台主机上的服务器软件

服务器软件得知用户查询的资源名为index.html

服务器软件找到index.html并将其响应给浏览器

浏览器收到来自服务器响应的代码（HTML、CSS、JavaScript）

浏览器将代码渲染展示

二、服务器软件

1、常见的服务器软件

Web服务器：Tomcat（又称catalina）、jetty

应用服务器：JBoss、WebLogic、WebSphere

应用服务器实现了JavaEE的全部13个规范

Web服务器只实现了13个规范中的Servlet和JSP这两个

应用服务器是包含Web服务器的

2、Tomcat

（1）简介

是Apache软件基金会的开源项目，Tomcat是用Java语言写的

运行Tomcat必须要有JRE，因此必须配置JDK

（2）文件目录

bin：命令文件存放

conf：配置文件存放

lib：核心程序文件，jar包里都是class文件

logs：日志文件存放

temp：临时文件存放

webapps：存放大量的webapp（即Web应用）

work：存放JSP文件翻译后的Java文件以及编译后的class文件

（3）安装和运行

直接解压zip包即可，解压就是安装

通过startup.bat 启动（在这个脚本中会调用catalina.bat）

catalina.bat文件中有一行：MAINCLASS=org.apache.catalina.startup.Bootstrap

这个类就是main方法所在的类

启动Tomcat服务器就是运行一个Java程序，就是执行main方法

需要配置JAVA_HOME（JDK的根）和CATALINA_HOME（Tomcat的根）

三、Web应用

1、创建一个简单的Web应用

在webapps目录下新建一个文件夹oa

在oa目录下新建一个test.html并编写一个基本结构

启动Tomcat服务器

访问http://localhost:8080/oa/test.html

注意：在浏览器输入URL和使用超链接是同样的效果

2、动态网页

页面中的数据是动态的，根据数据库中数据的变化而变化

一个路径对应一个资源，静态资源（静态页面）或者动态资源（Java小程序）

后端执行哪个Servlet小程序，取决于前端请求的资源路径

3、B/S架构的角色和协议

（1）角色

浏览器软件（Browser）开发商

服务器软件（webServer）开发商

数据库软件（DB）开发商

Web应用（webapp）开发者

（2）协议（规范）

a. webServer 和 webapp 之间

JavaEE规范之一的Servlet规范

使得Web服务器和Web应用之间解耦合

一个Web应用既可以运作在Tomcat上，也可以运行在jetty上

b. Browser 和 webServer 之间：http协议（超文本传输协议）

c. webapp 和 DB 之间：JDBC规范

四、Servlet

1、模拟Servlet本质

（1）SUN公司：指定Servlet规范（一个Java接口类以及其他规范）

（2）webapp开发者：编写一些XxxServlet类实现Servlet接口，编写配置文件配置资源路径和XxxServlet的映射关系

（3）webServer开发者：编写程序，解析配置文件，识别资源路径，调用对应的XxxServlet类

2、第一个Servlet程序开发步骤

（1）在webapps目录下新建一个文件夹命名为test（webapp的名称）

这个test文件夹就是这个webapp的根

（2）在webapp的根下新建一个目录WEB-INF（这是Servlet中规定的）

（3）在WEB-INF目录下新建一个目录classes（用来存放Java编译后的字节码文件）

（4）在WEB-INF目录下新建一个目录classes（用来存放依赖的第三方jar包）

（5）在WEB-INF目录下新建一个文件web.xml（这是一个配置文件）

web.xml中的内容最好从其他webapp的配置文件中直接拷贝

（6）编写Java小程序，实现Servlet接口

Servlet接口不在JDK中，而是属于JavaEE

JavaEE8及之前，全类名为javax.servlet.Servlet

JakartaEE9及之后，全类名为jakarta.servler.Servlet

Tomcat服务器实现了Servlet规范，所以Tomcat服务器中有这个接口

CATALINA_HOME/lib/servlet-api.jar 解压后里面有一个 Servlet.class

（7）编译我们编写的HelloServlet

配置环境变量 CLASSPATH=.;C:\dev\apache-tomcat-10.0.12\lib\servlet-api.jar（对应Servlet接口所在的jar包）

这个环境变量和Tomcat服务器的运行没有关系，只是为了编译HelloServlet

（8）将编译后的HelloServlet.class文件拷贝到classes目录下

（9）在web.xml文件中编写配置信息，建立请求路径和Servlet实现类的映射关系

这一步称为：在web.xml文件中注册Servlet类

（10）启动Tomcat服务器

（11）在浏览器中输入对应的URL（请求资源路径要带上项目名）

3、webapp的目录结构

webapproot|----WEB-INF|----classes|----lib|----web.xml|----html|----css|----javascript|----image
......

4、在集成开发环境中开发Servlet的步骤

（1）创建一个空项目

（2）在这个项目中创建一个普通的JavaSE模块

（3）将这个模块变成JavaEE模块

单击模块，双击shift，输入add framework，选择web应用

将会自动创建一个符号Servlet规范的webapp目录结构

（4）可选：先暂时删除index.jsp文件

（5）编写HelloServlet类实现Servlet接口

将CATALINA_HOME\lib目录的servlet-api.jar和jsp-api.jar添加到模块的依赖中

实现接口中的五个方法

（6）在service方法编写业务代码

（7）在WEB-INF目录下新建lib目录，引入连接数据库驱动的jar包

（8）在web.xml文件中注册Servlet类

（9）编写一个html页面，写一个超链接（要带上应用名称），链接到HelloServlet类的资源路径

（10）用IDEA工具关联到Tomcat服务器，将当前的Web应用部署上去

（11）启动Tomcat服务器，打开浏览器输入URL

5、Servlet对象的生命周期（创建和销毁的时机）

（1）Web容器

Servlet对象的生命周期是由Tomcat服务器（也叫Web容器）完全负责的

Web容器创建的Servlet对象会被放到一个集合（HashMap）中，被Web容器管理

如果自己new一个Servlet对象，不会被Web容器管理

Web容器底层有一个Map集合，存储了资源路径和XxxServlet类的映射关系

（2）服务器启动时

先解析web.xml文件，建立资源路径和XxxServlet类的映射关系，存到Map集合

服务器启动时不会创建Servlet对象

如果想让它创建，在注册某个Servlet对象时加上<load-on-startup>1</load-on-startup>即可

中间的填一个整数代表创建顺序的优先级，数字越小优先级越高

（3）用户第一次请求时

创建Servlet对象，紧接着执行init方法（用来初始化），再调用service方法

再发送请求后，只执行service方法

说明构造方法和init方法只被调用一次，Servlet对象是单例的

但是Servlet类并不符合单例模式，称之为假单例（真单例模式的构造方法是私有的）

（4）服务器关闭时

调用Servlet对象的destroy方法（此时对象还没有被销毁）

6、关于Servlet接口中的各个方法

（1）init方法：在Servlet对象创建后执行，且只执行一次

Servlet规范不建议手动编写构造方法

如果手动编写有参构造方法，则不会自动提供无参构造，可能导致无法创建对象

初始化操作（如初始化数据库连接池）通常放在init方法中

（2）service方法：用来处理用户请求的核心方法

（3）destroy方法：在Servlet对象销毁前执行，且只执行一次

该方法主要用于关闭资源或者保存资源等

7、使用适配器设计模式改造Servlet接口

（1）基本步骤

由于Servlet接口中service方法很常用，其他方法很少用

编写一个GenericServlet类实现Servlet接口，实现Servlet接口的所有方法

这个类是抽象类，其中service方法是抽象方法

以后编写的所有Servlet类都继承GenericServlet类，而不是实现Servlet接口

（2）改造优化

init方法的参数是ServletConfig对象，这个对象由Tomcat服务器创建并传入init方法

这个对象在service方法或其他方法中可能会用到，因此写成GenericServlet类的成员变量config

在init方法中为成员变量config赋值

自己编写的Servlet类可能要重写init方法，可能会覆盖GenericServlet类的init方法

因此在GenericServlet类写一个重载的init方法供子类重写

注意：GenericServlet类不需要我们自己实现，jakarta.servlet包中有

在GenericService类中还有一些扩展方法，即父接口中没有的方法

public abstract class GenericServlet implements Servlet {private ServletConfig config;@overridepublic final void init(ServletConfig config) throws ServletException {this.config = config;this.init();    // 调用init方法}// 这个方法供子类重写public void init() {}
}

8、ServletConfig接口

（1）jakarta.servlet.ServletConfig 这个接口是Servlet规范中的一员

org.apache.catalina.core.StandardWrapperFacade 这个类实现了ServletConfig接口

即Tomcat服务器（或其他的Web服务器）实现了Servlet接口

（2）一个Servlet对象对应一个ServletConfig对象

Tomcat服务器在创建Servlet对象时，同时创建ServletConfig对象，并作为参数传入init方法

（3）ServletConfig对象是Servlet的配置信息对象

其中包装的是web.xml文件中<servlet></servlet>标签中的配置信息

Tomcat服务器解析web.xml文件后，将相应的配置信息封装到ServletConfig对象中

（4）Servlet接口中的方法

<servlet><servlet-name>test</servlet-name><servlet-class>com.example.TestServlet</servlet-class><!--这里可以配置一个Servlet对象的初始化信息--><init-param><param-name>driver</param-name><param-value>com.mysql.cj.jdbc.Driver</param-value></init-param><init-param><param-name>url</param-name><param-value>jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase1</param-value></init-param>
</servlet>
<servlet-mapping><servlet-name>test</servlet-name><url-pattern>/test</url-pattern>
</servlet-mapping>

<init-param/>标签中是初始化参数，会被Tomcat封装到ServletConfig对象中

通过ServletConfig接口中的getInitParameterNames和getInitParameter方法可以获取

GenericServlet类中也有这两个方法

9、ServletContext接口（也叫应用域）

（1）该接口是Servlet规范的一员，Tomcat服务器（Web服务器）实现了该接口

org.apache.catalina.core.ApplicationContextFacade 这个类实现了ServletContext接口

（2）ServletContext对象在Web服务器启动时由服务器创建，在服务器关闭时销毁

对于一个webapp而言，ServletContext对象只有一个

即：在同一个webapp中，所有的Servlet对象共享一个ServletContext对象

一个ServletContext对象对应一个web.xml文件

（3）ServletContext称为Servlet对象的上下文对象

（4）ServletContext接口中的常用方法

public String getInitParameter(String name); // 通过初始化参数的name获取对应的value
public Enumeration<String> getInitParameterNames(); // 获取所有的初始化参数的name获取的是以下（全局）配置信息（不包括servlet标签内的）：
<context-param><param-name>pageSize</param-name><param-value>10</param-value>
</context-param>
<context-param><param-name>startIndex</param-name><param-value>0</param-value>
</context-param><servlet>...</servlet>
servlet标签内的（局部）配置信息由ServletConfig的这两个方法来获取public String getContextPath(); // 获取应用的根路径，如/xmm
// 在Java代码中，不要将应用的根路径写死，因为部署的时候可能会更改项目名public String getRealPath(String path); // 获取文件的真实路径（绝对路径）
传参可以传入"/index.html"，这里的"/"表示当前webapp的根
也可以传入"index.html"，会自动从跟下开始查找这个文件// 通过ServletContext对象记录日志
// 会记录到 CATALINA_HOME/logs
// 注意：IDEA工具可以建多个Tomcat服务器，因此日志不一定在自己的Tomcat根目录
public void log(String msg);
public void log(String message, Throwable t);

补充：Tomcat服务器的logs目录下的日志文件

catalina.yyyy-MM-dd.log 服务器Java程序运行的控制台信息

localhost.yyyy-MM-dd.log 是ServletContext对象的log方法记录的日志信息

localhost_access_log.yyyy-MM-dd.txt 是访问日志

（5）如果一些数据被多个Servlet共享，且几乎不用修改，数据量不大，可以放到ServletContext对象中

public void setAttribute(String name, Object value); // 存
public Object getAttribute(String name); // 取
public void removeAttribute(String name); // 删

10、Servlet的继承结构

我们自己编写的Servlet类，一般不会直接继承GenericServlet类

因为B/S架构是基于HTTP协议的，Servlet规范为HTTP协议准备了一个类HttpServlet

我们编写的Servlet类要继承HttpServlet类

继承结构：
jakarta.servlet.Servlet
jakarta.servlet.GenericServlet 
jakarta.servlet.http.HttpServlet