初学javaweb，远离各自框架

2022-11-05 19:54:33

OSCHINA 软件库有一个分类——Web框架，该分类中包含多种编程语言的将近500个项目。

Web框架是开发者在使用某种语言编写Web应用服务端时关于架构的最佳实践。很多Web框架是从实际的Web项目抽取出来的，仅和Web的请求和响应处理有关，形成一个基础，在开发别的应用项目的时候则可以从这个剥离出来的基础做起，让开发者更关注更具体的业务问题，而不是Web的请求和响应的控制。

框架很多，但套路基本类似，帮你隐藏很多关于 HTTP 协议细节内容，专注功能开发。

但对一个初学者来说，过早的接触框架往往是事倍功半！同样一个问题，换一种框架你可能需要从头开始研究。

下面是针对初学 Java 开发 Web 过程一些个人见解和思路，高手可略过。

1. 基本要求：Java 编程基础

有良好的 Java 语言编程基础，这是必须的，在讨论 Web 开发技术时提了一个 Java 编程基础的问题会被鄙视的。

2. 环境准备 (Eclipse + Tomcat)

选择一个你喜爱的Servlet容器，或者说大一点就是应用服务器，推荐 Tomcat 、Resin 或者 Jetty 这些轻量级的产品。这三个产品下载 zip 包解压后就可以用了。如果你不熟悉 Tomcat 的话请不要使用 exe 版本的 Tomcat，那会徒增很多烦恼。也不建议在 Eclipse 等一些开发环境中集成 Tomcat 的做法，也会徒增烦恼。

把应用服务器启动起来并能访问到其默认的页面为准。

关于开发工具

不推荐使用 MyEclipse 和 Eclipse 的 JEE 版本，徒增烦恼、运行缓慢而且还让你无法了解 Web 项目的结构。普通的 Eclipse 或者你喜欢的开发工具就足够了，能支持普通 Java 项目开发即可。

为了方便，我做了一个最基本的Java 项目 —— ServletDemo.zip ，你可将它导入到 Eclipse 里就是一个完整的、最简单的 Web 项目。

然后将下面 XML 内容替换 Tomcat 下的 conf/server.xml 文件：

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<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
  <Service name="Catalina">
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" URIEncoding="UTF-8"/>
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
      <Host name="localhost">
    <Context path="" docBase="D:\WORKDIR\ServletDemo\webapp" reloadable="true"/>
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
</Server>

其中 D:\WORKDIR\ServletDemo 替换为你导入的项目路径，再次启动 Tomcat 后在浏览器打开 http://localhost:8080/hello 便可看到 Hello World 的输出信息。

3. 了解 Servlet 和 Filter

好了，我已经把环境搭起来了，接下来该干嘛呢？

前面的步骤为的是搭建一个测试的环境，然后让你了解一个最基本的 Java Web 项目的结构。

一个最基本的 Java Web 项目所需的 jar 包只需要一个 servlet-api.jar ，这个 jar 包中的类大部分都是接口，还有一些工具类，共有 2 个包，分别是 javax.servlet 和 javax.servlet.http。我把这个jar包放到了 webapp 目录外的一个独立 packages 文件夹里，这是因为所有的 Servlet 容器都带有这个包，你无需再放到Web项目里，我们放到这里只不过是编译的需要，运行是不需要的。如果你硬是把 servlet-api.jar 放到 webapp/WEB-INF/lib 目录下，那么 Tomcat 启动时还会报一个警告信息。

Java Web 项目还需要一个非常重要的配置文件 web.xml ，在这个项目中已经被我最小化了，只保留有用的信息：

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE web-app PUBLIC "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
    "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd">
<web-app>
 
    <servlet>
        <servlet-name>hello_world</servlet-name>
        <servlet-class>demo.HelloServlet</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
 
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>hello_world</servlet-name>
        <url-pattern>/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>
 
</web-app>

每个 servlet 都必须在 web.xml 中定义并进行 URL 映射配置，早期 Java 开发 Web 在没有框架满天飞的时候，这个文件会定义了大量的 servlet，或者有人为了省事干脆来一个 /servlet/* 来通过类名直接调用 Servlet。

Servlet 规范里还有另外一个非常重要而且非常有用的接口那就是 Filter 过滤器。

下面是一个最简单的 Filter 类以及相应的定义方法：

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package demo;
 
import java.io.IOException;
 
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
 
public class HelloFilter implements Filter {
 
    @Override
    public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {
        System.out.println("Filter 初始化");
    }
 
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest)req;
        System.out.println("拦截 URI="+request.getRequestURI());
        chain.doFilter(req, res);
    }
 
    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("Filter 结束");
    }
}

在 web.xml 中的配置必须放在 Servlet 的前面：

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE web-app PUBLIC "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
                         "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd">
<web-app>
 
    <filter>
        <filter-name>helloFilter</filter-name>
        <filter-class>demo.HelloFilter</filter-class>
    </filter>
 
    <filter-mapping>
        <filter-name>helloFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>
     
    <servlet>
        <servlet-name>hello_world</servlet-name>
        <servlet-class>demo.HelloServlet</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
 
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>hello_world</servlet-name>
        <url-pattern>/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>
 
</web-app>

访问 http://localhost:8080/hello 时看看 Tomcat 控制台有何输出信息。

4. Servlet 和 HTTP 的对应关系

Servlet 是 J2EE 最重要的一部分，有了 Servlet 你就是 J2EE 了，J2EE 的其他方面的内容择需采用。而 Servlet 规范你需要掌握的就是 servlet 和 filter 这两项技术。绝大多数框架不是基于 servlet 就是基于 filter，如果它要在 Servlet 容器上运行，就永远也脱离不开这个模型。

为什么 Servlet 规范会有两个包，javax.servlet 和 javax.servlet.http ，早先设计该规范的人认为 Servlet 是一种服务模型，不一定是依赖某种网络协议之上，因此就抽象出了一个 javax.servlet ，同时在提供一个基于 HTTP 协议上的接口扩展。但是从实际运行这么多年来看，似乎没有发现有在其他协议上实现的 Servlet 技术。

javax.servlet 和 javax.servlet.http 这两个包总共加起来也不过是三十四个接口和类。你需要通过 J2EE 的 JavaDoc 文档 熟知每个类和接口的具体意思。特别是下面几个接口必须熟知每个方法的意思和用途：

  • HttpServlet
  • ServetConfig
  • ServletContext
  • Filter
  • FilterConfig
  • FilterChain
  • RequestDispatcher
  • HttpServletRequest
  • HttpServletResponse
  • HttpSession
  • 一些 Listenser 类

再次强调 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 这两个接口更应该是烂熟于心。

如果你从字面上无法理解某个方法的意思，你可以在前面那个项目的基础上做实验看看其输出，再不行你可以到讨论区提问，这样的提问非常明确，很多人都可以帮到你。

为什么我这么强调 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 这两个接口，因为 Web 开发是离不开 HTTP 协议的，而 Servlet 规范其实就是对 HTTP 协议做面向对象的封装，HTTP协议中的请求和响应就是对应了 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 这两个接口。

你可以通过 HttpServletRequest 来获取所有请求相关的信息，包括 URI、Cookie、Header、请求参数等等，别无它路。因此当你使用某个框架时，你想获取HTTP请求的相关信息，只要拿到 HttpServletRequest 实例即可。

而 HttpServletResponse接口是用来生产 HTTP 回应，包含 Cookie、Header 以及回应的内容等等。

5. 再谈谈 Session

HTTP 协议里是没有关于 Session 会话的定义，Session 是各种编程语言根据 HTTP 协议的无状态这种特点而产生的。其实现无非就是服务器端的一个哈希表，哈希表的Key就是传递给浏览器的名为 jsessionid 的 Cookie 值。

当需要将某个值保存到 session 时，容器会执行如下几步：

a. 获取 jsessionid 值，没有的话就生成一个，也就是 request.getSession() 这个方法
b. 拿到的 HttpSession 对象实例就相当于一个哈希表，你可以往哈希表里存放数据(setAttribute)
c. 你也可以通过 getAttribute 来获取某个值

而这个名为 jsessionid 的 Cookie 在浏览器关闭时会自动删除。把 Cookie 的 MaxAge 值设为 -1 就能达到浏览器关闭自动删除的效果。

6. 关于 JSP

首先我已经不用 JSP 很多年了，现在一直是使用 Velocity 模板引擎。

任何一个 JSP 页面在执行的时候都会编译成一个 Servlet 类文件，如果是 Tomcat 的话，这些生成的 java 文件会放置在 {TOMCAT}/work 目录下对应项目的子目录中，例如 Tomcat 生成的类文件如下：

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package org.apache.jsp;
 
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.jsp.*;
import java.util.*;
 
public final class test_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase
    implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent {
 
  private static final JspFactory _jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory();
 
  private static java.util.List<String> _jspx_dependants;
 
  private javax.el.ExpressionFactory _el_expressionfactory;
  private org.apache.tomcat.InstanceManager _jsp_instancemanager;
 
  public java.util.List<String> getDependants() {
    return _jspx_dependants;
  }
 
  public void _jspInit() {
    _el_expressionfactory = _jspxFactory.getJspApplicationContext(getServletConfig().getServletContext()).getExpressionFactory();
    _jsp_instancemanager = org.apache.jasper.runtime.InstanceManagerFactory.getInstanceManager(getServletConfig());
  }
 
  public void _jspDestroy() {
  }
 
  public void _jspService(final HttpServletRequest request, final HttpServletResponse response)
        throws java.io.IOException, ServletException {
 
    final PageContext pageContext;
    HttpSession session = null;
    final ServletContext application;
    final ServletConfig config;
    JspWriter out = null;
    final Object page = this;
    JspWriter _jspx_out = null;
    PageContext _jspx_page_context = null;
 
 
    try {
      response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
      pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response,
                null, true, 8192, true);
      _jspx_page_context = pageContext;
      application = pageContext.getServletContext();
      config = pageContext.getServletConfig();
      session = pageContext.getSession();
      out = pageContext.getOut();
      _jspx_out = out;
 
      out.write("\r\n");
      out.write("<html>\r\n");
      out.write("    <title>Test</title>\r\n");
      out.write("    <style>\r\n");
      out.write("    </style> \r\n");
      out.write("  <body>\r\n");
      out.write("<h1>Test Demo (oschina)</h1>\r\n");
      out.write("<table cellspacing=\"1\" cellpadding=\"5\">\r\n");
 
Enumeration Names=request.getHeaderNames();
while(Names.hasMoreElements())
{String name=(String)Names.nextElement();
String value=request.getHeader(name);
  
      out.write("\r\n");
      out.write(" <tr>\r\n");
      out.write(" <td>");
      out.print(name);
      out.write("</td>\r\n");
      out.write("  <td>");
      out.print(value);
      out.write("</td>\r\n");
      out.write(" \r\n");
      out.write(" </tr>\r\n");
      out.write(" ");
 
 }
   
      out.write("\r\n");
      out.write("</table>\r\n");
      out.write("  </body>\r\n");
      out.write("</html>");
    } catch (Throwable t) {
      if (!(t instanceof SkipPageException)){
        out = _jspx_out;
        if (out != null && out.getBufferSize() != 0)
          try { out.clearBuffer(); } catch (java.io.IOException e) {}
        if (_jspx_page_context != null) _jspx_page_context.handlePageException(t);
      }
    } finally {
      _jspxFactory.releasePageContext(_jspx_page_context);
    }
  }
}

在 servlet 中有一个包 javax.servlet.jsp 是跟 JSP 相关的一些接口规范定义。JSP 比 Servlet 方便的地方在于可直接修改立即生效，不像 Servlet 修改后必须重启容器才能生效。

因此 JSP 适合用来做视图，而 Servlet 则适合做控制层。

7. 总结

罗哩罗嗦一大堆，归纳一下就是下面几点：

  • 熟知 Servlet 规范之前，请不要学习任何框架
  • 使用最简单的工具，不要任何向导和可视化
  • 熟知 HTTP 协议

等你真的掌握了 Servlet 规范再去看框架，便会觉得一些都小菜。总之一点：不要被框架牵着鼻子走，框架是你的工具，它应该听你的！

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