JavaWeb核心篇（1）——HTTP/Tomcat/Servlet

2022-10-25 18:18:53 浏览数 (1)

JavaWeb核心篇（1）——HTTP/Tomcat/Servlet

在正式讲解JavaWeb前，我们先来了解一下JavaWeb：

  • Web：全球广域网，也被称为万维网（www），能够通过浏览器访问的网站
  • JavaWeb：通过Java技术来解决相关Web互联网领域的技术栈

如果说网页是为了展现数据，数据库是为了存储和管理数据，那么JavaWeb就是为了进行逻辑处理

温馨提示：在学习JavaWeb前，需要先学习MYSQL，JDBC和前端三件套。

WEB核心技术栈介绍

既然我们想要学习JavaWeb，那么我们就要先来进行了解：

  • B/S框架：Browser/Server，浏览器/服务器 构造模式，它的特点是，客户端只需要浏览器，应用程序和数据都存储在服务器端。浏览器只需要请求服务器，获得Web资源，服务器把Web资源发送给浏览器即可。
  • 静态资源：HTML，CSS，JavaScript，图片等，负责页面展示
  • 动态资源：Servlet，JSP等，负责逻辑处理
  • 数据库：负责存储数据
  • HTTP协议：定义通信规则
  • Web服务器：负责解析HTTP协议，解析请求数据，并发送响应数据（常用Web服务器：Apache Tomcat）

HTTP

首先我们系统的介绍一下HTTP

  • 概念：HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议，规定了浏览器和服务器之间数据传输的规则

HTTP特点：

  • 基于TCP协议：面向连接，安全
  • 基于请求-响应模型：一次请求对应一次响应
  • HTTP协议是无状态的协议：对于事务处理没有记忆能力；每次请求-响应都是独立的

HTTP优缺点：

  • 优点：速度快
  • 缺点：多次请求间不能共享数据。（Java中使用会话技术Cookie，Session来解决这个问题）

HTTP请求数据格式

HTTP请求数据分为三部分：

  • 请求行：请求数据的第一行，其中GET表示请求方式（还有POST方法），/表示请求资源路径，HTTP/1.1表示协议版本
  • 请求头：第二行开始，格式为key：value形式
  • 请求体：POST请求的最后一部分

常见的请求头：

  • Host：表示请求的主机名
  • User-Agent：浏览器版本
  • Accept：表示浏览器能接收的资源类型，其中text/* , image/* 或者 */ *表示所有
  • Accept-Language：表示浏览器偏好的语言
  • Accept-Encoding：表示浏览器可以支持的压缩类型，类如gzip，deflate等

GET请求和POST请求的区别：

  • GET请求请求参数在请求行中，没有请求体；但是POST请求请求参数在请求体中
  • GET请求请求参数有限制，但是POST没有

下面给出GET和POST两个例子：

代码语言：javascript复制
GET请求数据格式

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
......
代码语言：javascript复制
POST请求数据格式

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响应数据格式

响应数据分为三部分：

  • 响应行：响应数据的第一行；其中HTTP/1.1表示协议版本，200表示响应状态码，OK表示状态码描述
  • 响应头：第二行开始，格式为key：value形式
  • 响应体：最后一部分，存放响应数据

常见HTTP响应头：

  • Content-Type：表示该响应内容的类型，类如text/html/image/jpeg
  • Content-Length：表示该响应内容的长度（字节数）
  • Content-Encoding：表示该响应压缩算法。例如gzip
  • Cache-Control：指示客户端应如何缓存，例如max-age=300，表示最多可以缓存300s

下面给出HTTP响应例子：

代码语言：javascript复制
HTTP/1.1 200 OK
Server:Tengine
Content-Type:text/html
Transfer-Encoding:chunked...

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

重要状态码：

状态码分类

说明

1xx

响应中——临时状态码，表示请求已经接受，告诉客户端应该继续请求或者如果它已经完成则忽略它

2xx

成功——表示请求已经被成功接收，处理已经完成

3xx

重定位——重定义到其他地方；它让客户端再发起一个请求已完成整个处理

4xx

客户端错误——处理发生错误，责任在客户端，如：客户端请求一个不存在的资源

5xx

服务器端错误——处理发生错误，责任在服务端，如：服务端抛出异常，路由出错，HTTP版本不支持

状态码

英文描述

解释

200

OK

客户端请求成功，处理成功

404

NOT FOUND

请求资源不存在，通常为url错误或资源被删除

500

Internal Server Error

服务器发生不可预期的错误，服务器出现异常，可以查看日志

状态码大全：HTTP 状态码 | 菜鸟教程 (runoob.com)

Tomcat

首先我们知道Tomcat是Web服务器的一种，那么我们从头介绍：

  • Web服务器属于一个应用程序，对HTTP协议的操作进行封装，使得程序员不必直接对协议进行操作，让Web开发更加便捷。
  • 其主要功能是“提供网上信息浏览服务”。

然后我们对Tomcat做出一个简单解释：

  • Tomcat是Apache软件基金会的一个核心项目，是一个开源免费的轻量级Web服务器，支持Servlet/JSP少量JavaEE规范
  • JavaEE：Java企业版，指Java企业级开发的技术规范总和，包含13门技术：JDBC，JSP，XML，Servlet等
  • Tomcat也被称为Web容器；Servlet需要依赖Tomcat才能运行
  • 官网：Apache Tomcat® - Welcome!

通俗来讲，我们自制的HTML网页通常只能在自己电脑上使用 如果我们希望将该网页上传到网络上被其他人阅读，就需要书写HTTP等原本不属于该网页的制造代码 但是我们可以通过Web服务器（Tomcat等）来省略HTTP内容书写的过程，直接将该网页上传至网络被其他人阅读

Tomcat下载

Tomcat下载流程：

  1. 下载：官网下载即可（示例Tomcat为Tomcat8）
  2. 安装：绿色版本，直接安装即可（推荐安装在无汉字无空格的文件目录下）
  3. 启动：双击binstartup.bat即为启动

Tomcat关闭流程：

  1. 强制关闭：直接按×关闭即可
  2. 正常关闭：双击binshutdown.bat 或者 在cmd控制面板使用ctrl c

我们给出Tomcat的文件目录展示并解释：

我们对文件夹进行解释翻译：

  • bin：可执行文件存放目录
  • conf：配置文件存放目录
  • lib：jar包存放目录
  • logs：日志文件
  • temp：临时文件
  • webapps：应用发布目录（我们把需要编译的文件放置在该文件夹下，在启动后，就可以在网页中直接搜索）
  • work：工作目录

Tomcat配置与项目部署

Tomcat的配置主要是修改端口号：

代码语言：javascript复制
我们在conf/server.xml中找到如下代码，修改port端口号即可

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

注意：HTTP协议默认端口号为80，如果将Tomcat端口号修改为80，则访问时不需要输入端口号

Tomcat部署项目：

代码语言：javascript复制
将项目放在webapps目录下，即为部署成功

注意：我们的文件通常打包为war压缩包，放置在webapps下后会自动解压（加快速度）

IDEA创建Maven Web项目整体框架

首先我们先对Maven Web项目的整体框架进行解释：

我们对文件夹进行解释翻译：

  • src：主目录
  • java：java代码
  • resources：资源文件
  • webapp：Web项目特有目录
  • html：HTML文件目录（可自定义）
  • WEB-INF：Web项目核心目录（必须这个名字）
  • web.xml：Web项目配置文件
  • test：测试目录

在文件打包之后会创建一个target打包包，即为部署成功的JavaWeb项目包：

  • 编译后的Java字节码文件和resources资源文件，放到WEB-INF下的class目录下
  • pom.xml中依赖坐标对应的jar包会放到WEB-INF下的lib目录下

IDEA创建Maven Web项目

创建方法分为使用骨架和不使用骨架（骨架：项目模板）

  • 使用骨架：
  1. 在创建项目中使用Maven Archetype，直接创建即可
  2. 在创建后，删除掉pom.xml中的多余坐标（只保留自身groupId即可）
  3. 需要补全main下的Java目录和resources目录
  • 不使用骨架：
  1. 直接创建Maven项目
  2. 在pom.xml中的groupId中添加war,使其打包方法为war（默认为jar）
  3. 补全webapp目录

IDEA中使用Tomcat

我们如果在Tomcat的下载地址下上传网页，需要不停刷新Tomcat，所以我们希望在IDEA中使用Tomcat

  • 集成本地Tomcat（IDEA完整版）

我们需要在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

代码语言：javascript复制
<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插件中快速启动项目，选中项目，右键-> Run Maven ->tomcat7:run

Servlet

最后我们介绍一下Servlet：

  • Servlet是Java提供的一门动态Web资源开发技术
  • Servlet是JavaEE规范之一，其实就是一个接口，将来我们需要定义Servlet类实现Servlet接口，并由Web服务器运行Servlet

如果说Tomcat是Java网页与互联网连接的一个框架，那么Servlet就是Java网页在登陆互联网后的动态资源

Servlet入门

下面我们通过一个简单的步骤来介绍Servlet的使用过程：

  1. 创建Web项目，在pom.xml中导入Servlet依赖坐标
代码语言：javascript复制
<?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依赖坐标 -->
    <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 为了方便使用 -->
            <plugin>
                <groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
                <artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
                <version>2.2</version>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>
  1. 在Java文件夹下创建一个类，并实现Servlet接口，重写所有方法
代码语言：javascript复制
package com.itheima.web;

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

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


    // service 在每次开启网页后都会启动一次（是主要代码）
    @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. 在类上方使用@WebServlet注解，配置该Servlet的访问路径
代码语言：javascript复制
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import java.io.IOException;


// 这里使用注解，后面括号内为访问路径
@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. 访问：启动Tomcat，输入URL即可访问，并且触动Servlet中的service方法
代码语言：javascript复制
// /web-demo 是Web项目名称
// /demo1是配置访问路径

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

Servlet生命周期

在分析执行流程前，我们先明白两个问题：

  • Servlet由Web服务器创建，Servlet方法由Web服务器调用
  • 因为我们自定义的Servlet，必须实现Servlet接口并复写其方法，所以Servlet接口中必定存在service方法

生命周期概念：

  • 生命周期：指一个对象从被创建到被销毁的全过程

Servlet生命周期：

  1. 加载和实例化：
    • 默认情况下，当Servlet第一次被访问时，由容器创建Servlet对象
  2. 初始化：
    • 在Servlet实例化之后，容器将调用Servlet的init（）方法初始化这个对象，完成一些如加载配置文件，创建连接等初始化的工作，该方法只调用一次！
  3. 请求处理：
    • 每次请求Servlet时，Servlet容器都会调用Service方法来对请求进行处理
  4. 服务终止：
    • 当需要释放内存或容器关闭时，容器就会调用Servlet实例的destroy（）方法完成资源的释放；在destroy方法调用之后，容器会释放这个Servlet实例，该实例随后会被Java的垃圾收集器回收

注意：@WebServlet（urlPatterns = “/demo1”，loadOnStartup = 1） loadOnStartup：当为负整数，表示第一次被访问时创建；当为正整数或0，表示服务器启动时创建，数字越小优先级越高

Servlet方法介绍

Servlet存在五种方法，我们在代码中进行介绍：

代码语言：javascript复制
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. 调用时机：默认情况下，Servlet被第一次访问时，调用
     *      * loadOnStartup:
     * 2. 调用次数：1次
     * @param config
     * @throws ServletException
     */
    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        System.out.println("init...");
    }


    /**
     * 提供服务
     * 1. 调用时机：每一次Servlet被访问时，调用
     * 2. 调用次数：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~");
    }


    /**
     * 销毁方法
     * 1. 调用时机：内存释放或者服务器关闭的时候，Servlet对象会被销毁，调用
     * 2. 调用次数：1次
     */
    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy...");
    }

    // 用于获取Servlet的具体信息
    @Override
    public String getServletInfo() {
        return null;
    }

    // 用于获取ServletConfig对象
    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return null;
    }
}

Servlet体系结构

Servlet属于最高级根接口，为了更加契合HTTP的使用

我们又以Servlet创建了GennericServlet类，再以GennericServlet类为模板创建了HTTPServlet类

在这部分我们将介绍HTTPServlet类：

  • 我们的B/S构架的Web的开发，都是针对HTTP协议的，所以我们自定义的Servlet类可以继承HTTPServlet类

HTTPServlet使用步骤：

  • 继承HTTPServlet类
  • 重写doGet和doPost方法

HttpServlet原理：

  • 获得请求方式，并根据不同请求方法，调用不同的do方法

我们给出一个具体实例：

代码语言：javascript复制
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根据其请求的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如果想被访问，就必须要配置urlPattern信息（访问路径）

首先我们阐明一个道理：

  • 一个Servlet，可以配置多个urlPattern
代码语言：javascript复制
@WebServlet(urlPattern = {"/demo1","/demo2"})

然后我们介绍Servlet的urlPattern匹配规则：

  1. 精准匹配
代码语言：javascript复制
// Java源码
@WebServlet(urlPattern = "/user/select")

// 查询网站
localhost8080/web-demo/user/select
  1. 目录匹配
代码语言：javascript复制
// Java源码
@WebServlet(urlPattern = "/user/*")

// 查询网站
localhost8080/web-demo/user/aaa
localhost8080/web-demo/user/bbb
  1. 扩展名匹配
代码语言：javascript复制
// Java源码
@WebServlet(urlPattern = "*.do")

// 查询网站
localhost8080/web-demo/aaa.do
localhost8080/web-demo/bbb.do
  1. 任意匹配
代码语言：javascript复制
// Java源码
@WebServlet(urlPattern = "/")
@WebServlet(urlPattern = "/*")

// 查询网站
localhost8080/web-demo/hehe
localhost8080/web-demo/haha
    
/*
介绍一下 / 和 /* 区别：

/*： 可以匹配任意访问路径

/: 当我们的项目中配置了"/"后，会覆盖掉tomcat中的DefaultServlet，这样就会导致你的静态内容（html）都无法被访问，所以尽量不要使用
*/

优先级：精确路径 > 目录路径 > 扩展名路径 > /* > /

XML配置方法编写Servlet

Servlet在3.0版本后才可以使用注解配置（@注解）

在3.0版本之前我们需要采用XML配置文件的配置方法

配置方法：

  • 编写Servlet类
  • 在web.xml中配置该Servlet
代码语言：javascript复制
<?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 全类名
    -->
    
    <servlet>
        <servlet-name>demo13</servlet-name>
        <servlet-class>com.itheima.web.ServletDemo13</servlet-class>
    </servlet>
    
    
    <!--
        Servlet 访问路径
    -->
    
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>demo13</servlet-name>
        <url-pattern>/demo13</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

结束语

好的， 关于JavaWeb的第一期就到这里，具体介绍了HTTP，Tomcat和Servlet三门技术

下一期将会介绍Request和Response以及案例介绍

附录

该文章属于学习内容，具体参考B站黑马程序员陈老师的JavaWeb课程

这里附上链接：01-Web核心介绍_哔哩哔哩_bilibili

java servlet tomcat http web

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