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JavaWeb 从入门到面试：Tomcat、Servlet、JSP、过滤器、监听器、分页与Ajax全面解析

news 2025/9/16 7:46:25

JavaWeb 从入门到面试：Tomcat、Servlet、JSP、过滤器、监听器、分页与Ajax全面解析

一、概述

JavaWeb 是使用 Java 技术栈开发 Web 应用程序的重要领域，涵盖了从服务器搭建到前端交互的完整技术链。本文将系统讲解 JavaWeb 的核心知识点，并穿插面试常见问题，帮助你从入门到应对面试。

完整内容：

Tomcat 与 JavaEE 入门
Servlet 基础与生命周期
JSP 原理与使用
过滤器与监听器
分页实现原理
Ajax 与前端交互
项目结构与设计模式

二、Tomcat 与 JavaEE 入门

1. 什么是 Tomcat？

Tomcat 是一个开源的 Web 服务器和 Servlet 容器，由 Apache 基金会维护。它是 JavaEE 中 Web 规范的实现之一，用于部署和运行 Servlet 和 JSP。

2. 安装与启动 Tomcat

下载 Tomcat 并解压
配置环境变量 CATALINA_HOME
启动：运行 bin/startup.bat（Windows）或 bin/startup.sh（Linux/Mac）
访问：http://localhost:8080

3. Web 应用目录结构

ProjectName
│
├── WEB-INF
│   ├── web.xml        (部署描述文件)
│   ├── classes        (编译后的Java类)
│   └── lib            (依赖的JAR包)
│
├── META-INF
│   └── MANIFEST.MF    (可选的清单文件)
│
└── 静态资源            (HTML, CSS, JS,图片等)

4. JavaEE 简介

JavaEE（Java Platform, Enterprise Edition）是一套用于企业级应用开发的标准规范，包括 Servlet、JSP、EJB、JPA 等。Tomcat 实现了 Servlet 和 JSP 规范，是轻量级的 JavaEE 容器。

5. 常见面试题

Tomcat 的默认端口是什么？如何修改？
Tomcat 如何部署项目？有哪几种方式？
Tomcat 与 Nginx 有什么区别？

三、Servlet

1. 什么是 Servlet？

Servlet 是运行在服务器端的 Java 程序，用于处理客户端（如浏览器）的请求并生成响应。它是 JavaWeb 的核心技术之一。

2. Servlet 的生命周期

初始化：init() 方法被调用，只执行一次
处理请求：service() 方法根据请求类型调用 doGet()、doPost() 等
销毁：destroy() 方法在 Servlet 被卸载时调用

3. 编写一个简单的 Servlet

@WebServlet("/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");PrintWriter out = response.getWriter();out.println("<h1>Hello, Servlet!</h1>");}protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {doGet(request, response);}
}

4. Servlet 配置方式

注解方式（推荐）：

@WebServlet(name = "HelloServlet", urlPatterns = {"/hello", "/hi"})

web.xml 配置方式：

<servlet><servlet-name>HelloServlet</servlet-name><servlet-class>com.example.HelloServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping><servlet-name>HelloServlet</servlet-name><url-pattern>/hello</url-pattern>
</servlet-mapping>

5. 请求和响应对象

HttpServletRequest：获取客户端请求信息
HttpServletResponse：向客户端发送响应

6. 会话管理

Cookie：客户端会话技术
Session：服务器端会话技术

// 获取Session
HttpSession session = request.getSession();// 设置Session属性
session.setAttribute("username", "john");// 获取Session属性
String username = (String) session.getAttribute("username");

7. 常见面试题

Servlet 是线程安全的吗？如何处理并发？
Servlet 和 JSP 的区别是什么？
如何实现 Servlet 之间的跳转？
GET 和 POST 请求的区别？
重定向和转发的区别？

四、JSP

1. 什么是 JSP？

JSP（JavaServer Pages）是一种动态网页技术，允许在 HTML 中嵌入 Java 代码。JSP 最终会被编译为 Servlet 执行。

2. JSP 的基本语法

脚本片段：<% Java代码 %>
表达式：<%= 表达式 %>
声明：<%! 变量或方法 %>
指令：<%@ page import="java.util.List" %>

3. JSP 的隐含对象

JSP 提供了9个隐含对象，无需声明即可使用：

request、response、out、session、application、pageContext、config、page、exception

4. JSP 与 Servlet 的协作

通常使用 Servlet 处理业务逻辑，JSP 负责显示视图：

// 在Servlet中设置属性
request.setAttribute("message", "Hello World");
request.getRequestDispatcher("/result.jsp").forward(request, response);

<!-- 在JSP中获取属性 -->
<p><%= request.getAttribute("message") %></p>

5. EL 表达式和 JSTL

EL表达式（Expression Language）：

<p>${message}</p>
<p>${user.name}</p>

JSTL（JSP Standard Tag Library）：

<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %><c:if test="${not empty user}"><p>欢迎, ${user.name}!</p>
</c:if><c:forEach items="${users}" var="user"><p>${user.name} - ${user.email}</p>
</c:forEach>

6. 常见面试题

JSP 的生命周期是怎样的？
JSP 有哪些作用域？区别是什么？
如何避免 JSP 中的 Java 代码过多？
EL 表达式的作用是什么？
JSTL 有哪些常用的标签？

五、过滤器和监听器

1. 过滤器（Filter）

1.1 什么是过滤器？

过滤器是介于客户端和服务器资源之间的一道过滤网，可以对请求和响应进行统一处理。

1.2 过滤器的应用场景

权限验证
字符编码过滤
日志记录
数据压缩

1.3 编写一个过滤器

@WebFilter("/*")
public class EncodingFilter implements Filter {public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {request.setCharacterEncoding("UTF-8");response.setCharacterEncoding("UTF-8");chain.doFilter(request, response);}public void init(FilterConfig fConfig) throws ServletException {}public void destroy() {}
}

1.4 过滤器链

多个过滤器可以形成一个过滤器链，按照 web.xml 中配置的顺序执行。

2. 监听器（Listener）

2.1 什么是监听器？

监听器用于监听 Web 应用中某些对象创建、销毁或属性变化等事件。

2.2 常用的监听器接口

ServletContextListener：监听上下文创建和销毁
HttpSessionListener：监听会话创建和销毁
ServletRequestListener：监听请求创建和销毁

2.3 编写一个监听器

@WebListener
public class AppContextListener implements ServletContextListener {public void contextInitialized(ServletContextEvent sce) {System.out.println("Web应用启动");// 初始化数据库连接池等资源}public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce) {System.out.println("Web应用关闭");// 释放资源}
}

3. 常见面试题

过滤器有哪些作用？执行流程是怎样的？
过滤器和拦截器的区别？
监听器有哪些类型？分别监听什么？
如何实现用户登录验证的过滤器？

六、分页实现

1. 分页的必要性

当数据量很大时，一次性查询所有数据会降低性能，分页可以提高查询效率和用户体验。

2. 分页的实现方式

2.1 数据库分页（推荐）

MySQL：

SELECT * FROM products LIMIT 0, 10; -- 第1页，每页10条
SELECT * FROM products LIMIT 10, 10; -- 第2页，每页10条

Oracle：

SELECT * FROM (SELECT t.*, ROWNUM rn FROM (SELECT * FROM products ORDER BY create_time DESC) t WHERE ROWNUM <= 20
) WHERE rn > 10;

2.2 内存分页

先查询所有数据，然后在内存中进行分页（不推荐大数据量使用）。

3. 分页封装类

public class Page<T> {private int pageNo;          // 当前页码private int pageSize;        // 每页大小private int totalCount;      // 总记录数private int totalPage;       // 总页数private List<T> list;        // 当前页数据// 构造方法、getter和setterpublic Page(int pageNo, int pageSize) {this.pageNo = pageNo;this.pageSize = pageSize;}public int getTotalPage() {return (int) Math.ceil((double) totalCount / pageSize);}
}

4. 分页查询示例

public Page<Product> getProducts(int pageNo, int pageSize) {Page<Product> page = new Page<>(pageNo, pageSize);// 查询总记录数int totalCount = productDao.getTotalCount();page.setTotalCount(totalCount);// 查询当前页数据int start = (pageNo - 1) * pageSize;List<Product> products = productDao.getProducts(start, pageSize);page.setList(products);return page;
}

5. 前端分页展示

<!-- 分页控件 -->
<div class="pagination"><c:if test="${page.pageNo > 1}"><a href="?pageNo=1">首页</a><a href="?pageNo=${page.pageNo - 1}">上一页</a></c:if><c:forEach begin="1" end="${page.totalPage}" var="i"><c:choose><c:when test="${i == page.pageNo}"><span class="current">${i}</span></c:when><c:otherwise><a href="?pageNo=${i}">${i}</a></c:otherwise></c:choose></c:forEach><c:if test="${page.pageNo < page.totalPage}"><a href="?pageNo=${page.pageNo + 1}">下一页</a><a href="?pageNo=${page.totalPage}">末页</a></c:if>
</div>

6. 常见面试题

分页的实现原理是什么？
数据库分页和内存分页的区别？
如何优化大数据量的分页查询？
什么是深分页问题？如何解决？

七、Ajax

1. 什么是 Ajax？

Ajax（Asynchronous JavaScript and XML）是一种创建交互式网页应用的网页开发技术，可以在不重新加载整个页面的情况下与服务器交换数据。

2. 原生 JavaScript 实现 Ajax

function loadData() {var xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open('GET', 'api/data', true);xhr.onreadystatechange = function() {if (xhr.readyState == 4 && xhr.status == 200) {var data = JSON.parse(xhr.responseText);// 处理数据updateUI(data);}};xhr.send();
}

3. jQuery 实现 Ajax

$.ajax({url: 'api/data',type: 'GET',dataType: 'json',success: function(data) {// 处理成功返回的数据updateUI(data);},error: function(xhr, status, error) {// 处理错误console.error(error);}
});

4. 服务器端处理 Ajax 请求

@WebServlet("/api/data")
public class DataServlet extends HttpServlet {protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");List<Product> products = productService.getAllProducts();// 使用Gson等库将对象转换为JSONGson gson = new Gson();String json = gson.toJson(products);PrintWriter out = response.getWriter();out.print(json);out.flush();}
}

5. 表单异步提交

$('#productForm').submit(function(e) {e.preventDefault();$.ajax({url: 'api/products',type: 'POST',data: $(this).serialize(),success: function(response) {alert('保存成功');loadData(); // 重新加载数据},error: function() {alert('保存失败');}});
});

6. 常见面试题

Ajax 的原理是什么？
Ajax 的优缺点是什么？
什么是跨域问题？如何解决？
JSONP 的实现原理是什么？

八、项目结构与设计模式

1. 分层架构

典型的三层架构：

表示层（Web层）：Servlet、JSP、过滤器、监听器
业务逻辑层（Service层）：处理业务逻辑
数据访问层（DAO层）：数据库操作

2. MVC 设计模式

Model（模型）：数据和业务逻辑，如JavaBean、Service、DAO
View（视图）：用户界面，如JSP、HTML
Controller（控制器）：处理用户请求，如Servlet

3. 工厂模式在DAO层中的应用

public class DAOFactory {public static UserDAO getUserDAO() {return new UserDAOImpl();}public static ProductDAO getProductDAO() {return new ProductDAOImpl();}
}

4. 数据库连接池

使用连接池管理数据库连接，提高性能：

// 使用DBCP连接池
BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource();
dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
dataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/test");
dataSource.setUsername("root");
dataSource.setPassword("password");