Tomcat服务器和Web开发介绍

骑猪看日落 2024-04-20 11:26 79阅读 0赞

## Tomcat服务器和Web开发介绍 ##

### 一、开启Web开发 ###

#### 什么是web开发 ####

> WEB，即网页的意思，它用于表示Internet主机上供外界访问的资源。  
> Internet上供外界访问的Web资源分为：  
> 静态web资源（如html 页面）：指web页面中供人们浏览的数据始终是不变。  
> 动态web资源：指web页面中供人们浏览的数据是由程序产生的，不同时间点访问web页面看到的内容各不相同。
> 
> 问题：静态web资源开发技术和动态web资源开发技术分别有哪些？
> 
> 在Java中，动态web资源开发技术统称为Javaweb，我们课程的重点也是教大家如何使用Java技术开发动态的web资源，即动态web页面。

### 二、Web容器\_Tomcat ###

> 学习web开发，需要先安装一台web服务器，然后再在web服务器中开发相应的web资源，供用户使用浏览器访问。
> 
> 目前有一款免费且应用广泛的web容器Tomcat，是我们学习的首选该服务器支持JSP以及Servlet规范。启动成功后，通过浏览器访问效果如下：  
> JSP:html+java  
> Servlet:技术

![在这里插入图片描述][815aa07cab584863b61eafc05664016d.png_pic_center]

### 三、常见的启动问题及tomcat目录介绍 ###

> 常见启动问题  
> 使用startup.bat文件启动Tomcat  
> Catalina\_home环境变量  
> Java\_home环境变量
> 
> TOMCAT的启动需要一个环境变量JAVA\_HOME
> 
> 端口占用问题(更改默认端口)  
> 其他程序占用了这个端口,修改这个端口  
> 解决办法:  
> Conf/server.xml 搜8080 替换
> 
> Tomcat的目录层次  
> Bin:存放二进制文件,启动和关闭tomcat  
> Conf:配置文件,配置端口,配置数据库连接池,web.xml  
> Lib:jar文件,支撑tomcat运行  
> Logs:存放tomcat运行日志信息  
> Temp:临时目录,给tomcat自己用的  
> Webapps:存放我们要部署的项目  
> Work:工作目录,区别(jsp)

### 四、JavaWeb应用程序 ###

> WEB应用程序指供浏览器访问的程序，通常也简称为web应用。  
> 一个web应用由多个静态web资源和动态web资源组成，如:  
> html、css、js文件  
> Jsp文件、java程序、支持jar包、相关的配置文件等等
> 
> Web应用开发好后，若想供外界访问，需要把web应用所在目录交给web服务器管理，这个过程称之为虚似目录的映射。

### 五、Web应用的组成结构 ###

> 开发web应用时，不同类型的文件有严格的存放规则，否则不仅可能会使web应用无法访问，还会导致web服务器启动报错。下面我们使用eclipse来开发我们的第一个web应用程序

### 六、Tomcat的体系结构 ###

> Server代表整个Servlet容器组件，是最顶层元素，包含多个Service元素。
> 
> Service包含一个Engine元素以及多个Connector元素
> 
> Connector元素代表和客户端程序交互的组件，负责接收客户端请求和向客户端返回响应。
> 
> Engine中可以包含多个Host，Host表示一个虚拟主机，他可以包含多个web应用
> 
> Context代表运行在虚拟主机上的单个web应用

### 七、什么是Servlet ###

> Servlet是sun公司提供的一门用于开发动态web资源的技术，可以实现和客户端的交互，接收客户端请求和给客户端返回响应。  
> Sun公司在其API中提供了一个servlet接口，用户若想开发一个动态web资源需要完成以下2个步骤：  
> 编写一个Java类，实现servlet接口。  
> 把开发好的Java类部署到web服务器中。

import javax.servlet.ServletException;
    import javax.servlet.http.HttpServlet;
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
    import java.io.IOException;
    /**
     * 1.创建MyServlet类，继承HttpServlet（前提：先导入servlet_api.jar）
     * 2.重写service()
     * 3.在web.xml配置Servlet信息
     */
    public class MyServlet01 extends HttpServlet {
        
    
        /**
         * 客户端发送请求到本Servlet中，Tomcat服务器就会调用service方法，并传进来请求对象和响应对象
         */
        @Override
        protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
    
            //设置编码格式
            req.setCharacterEncoding("UTF-8");//设置请求编码格式
            resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");//设置响应编码格式
    
            //获取请求中的数据
            String username = req.getParameter("username");
            String password = req.getParameter("password");
    
            System.out.println("接收到来自客户端的请求了... " + username + " -- " + password);
    
            //通过响应返回数据
            resp.getWriter().println("<h1>把微笑带回家</h1>");
    
        }
    }

<!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title>
    </head>
    <body>
        <h1>欢迎页面</h1>
    
        <a href="aaa?username=ggc&password=123123">向MyServlet发送请求</a>
        <br>
    
        <input type="button" value="向MyServlet02发送请求" onclick="fun01()"/>
        <br>
        <a href="register.html">跳转到注册页面</a>
    
        <script type="text/javascript">
            function fun01() {
        
                location ="bbb?username=ggc&password=111222";
            }
        </script>
    
    
    </body>
    </html>

#### 优化代码 ####

/**
     * 1.创建MyServlet类，继承HttpServlet（前提：先导入servlet_api.jar）
     * 2.重写doGet()和doPost()
     * 3.在web.xml配置Servlet信息
     */
    import javax.servlet.ServletException;
    import javax.servlet.http.HttpServlet;
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
    import java.io.IOException;
    
    public class MyServlet02 extends HttpServlet {
        
        /**
         * 客户端发送Get请求到本Servlet中，Tomcat服务器就会调用doGet方法，并传进来请求对象和响应对象
         */
        @Override
        protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            this.doPost(req,resp);
        }
        /**
         * 客户端发送Post请求到本Servlet中，Tomcat服务器就会调用doPost方法，并传进来请求对象和响应对象
         */
        @Override
        protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
    
            //设置编码格式
            req.setCharacterEncoding("UTF-8");//设置请求编码格式
            resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");//设置响应编码格式
    
            //获取请求中的数据
            String username = req.getParameter("username");
            String password = req.getParameter("password");
    
            System.out.println("MyServlet02接收到来自客户端的请求了... "+ username + " -- " + password);
    
            //通过响应返回数据
            resp.getWriter().println("<h1>把微笑带回家</h1>");
        }
    }

### 八、Servlet的实现类 ###

> Servlet接口SUN公司定义了两个默认实现类，分别为：GenericServlet、HttpServlet。  
> HttpServlet指能够处理HTTP请求的servlet，它在原有Servlet接口上添加了一些与HTTP协议处理方法，它比Servlet接口的功能更为强大。因此开发人员在编写Servlet时，通常应继承这个类，而避免直接去实现Servlet接口。  
> HttpServlet在实现Servlet接口时，覆写了service方法，该方法体内的代码会自动判断用户的请求方式，如为GET请求，则调用HttpServlet的doGet方法，如为Post请求，则调用doPost方法。因此，开发人员在编写Servlet时，通常只需要覆写doGet或doPost方法，而不要去覆写service方法
> 
> 第一步：创建一个类，继承HttpServlet，重写service方法  
> 第二步：注册

<!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title>
    </head>
    <body>
        <h1>注册页面</h1>
    
        <form action="ccc" method="post">
    
            账号：<input type="text" name="username"/><br>
            密码：<input type="password" name="password"/><br>
            性别：
            <input type="radio" name="sex" value="man" checked="checked"/>男
            <input type="radio" name="sex" value="woman"/>女
            <br>
            籍贯：
            <select id="province" name="province">
                <option value="sc">四川</option>
                <option value="hn">湖南</option>
                <option value="hb">湖北</option>
            </select>省
            <select id="city" name="city">
                <option value="cd">成都</option>
                <option value="nc">南充</option>
                <option value="yb">宜宾</option>
            </select>市
            <br>
            爱好：
            <input type="checkbox" name="hobbys" value="football"/>足球
            <input type="checkbox" name="hobbys" value="basketball"/>篮球
            <input type="checkbox" name="hobbys" value="shop"/>购物
            <br>
    
            <input type="submit" value="注册"/>
        </form>
    
        <script type="text/javascript">
    
            var province = document.getElementById("province");
            var city = document.getElementById("city");
    
            //改变事件
            province.onchange = function () {
        
                var v = this.value;
                if(v == "sc"){
        
                    addCity(["成都","南充","宜宾"],["cd","nc","yb"]);
                }else if(v == "hn"){
        
                    addCity(["长沙","娄底","怀化","益阳","永州"],["cs","ld","hh","yy","yz"]);
                }else if(v == "hb"){
        
                    addCity(["武汉","仙桃","黄冈","孝感","十堰","咸宁","宜昌","恩施"],["wh","xt","hg","xg","sy","xn","yc","es"]);
                }
            }
    
            function addCity(cityArr,valueArr){
        
    
                //清空city下拉列表中的数据
                city.length = 0;
    
                for(var i = 0;i<cityArr.length;i++){
        
                    var cityName = cityArr[i];
                    var option = document.createElement("option");
                    option.innerText = cityName;
                    option.value = valueArr[i];
                    city.appendChild(option);
                }
            }
        </script>
    </body>
    </html>

/**
     * 1.创建MyServlet类，继承HttpServlet（前提：先导入servlet_api.jar）
     * 2.重写doGet()和doPost()
     * 3.在web.xml配置Servlet信息
     */
    import javax.servlet.ServletException;
    import javax.servlet.http.HttpServlet;
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
    import java.io.IOException;
    import java.util.Arrays;
    
    public class MyServlet03 extends HttpServlet {
        
        /**
         * 客户端发送Get请求到本Servlet中，Tomcat服务器就会调用doGet方法，并传进来请求对象和响应对象
         */
        @Override
        protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            this.doPost(req,resp);
        }
        /**
         * 客户端发送Post请求到本Servlet中，Tomcat服务器就会调用doPost方法，并传进来请求对象和响应对象
         */
        @Override
        protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
    
            //设置编码格式
            req.setCharacterEncoding("UTF-8");//设置请求编码格式
            resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");//设置响应编码格式
    
            //获取请求中的数据集合
    //        Map<String, String[]> parameterMap = req.getParameterMap();
    //        Set<Map.Entry<String, String[]>> entries = parameterMap.entrySet();
    //        for(Map.Entry<String, String[]> entry : entries){
        
    //            System.out.println(entry.getKey() + " -- " + Arrays.toString(entry.getValue()));
    //        }
    
            //获取请求中的数据
            String username = req.getParameter("username");
            String password = req.getParameter("password");
            String sex = req.getParameter("sex");
            String province = req.getParameter("province");
            String city = req.getParameter("city");
            String[] hobbys = req.getParameterValues("hobbys");
            System.out.println("MyServlet03接收到来自客户端的请求了... " + username + " -- " + password + " -- " + sex  + " -- " + province + " -- " + city + " -- " + Arrays.toString(hobbys));
    
            //通过响应返回数据
            resp.getWriter().println("<h1>把微笑带回家</h1>");
        }
    }

### 九、解析过程 ###

> Tomcat在加载Web应用时，就会把相应的web.xml文件中的数据读入到内存中。因此当Tomcat在解析web请求的时候，需要参考web.xml文件时，实际上只需要从内存中读取相关数据就可以了，不需要再到文件系统中读取web.xml。

### 十、Servlet的运行过程 ###

> Servlet程序是由WEB服务器调用，web服务器收到客户端的Servlet访问请求后：  
> 1，Web服务器首先检查是否已经装载并创建了该Servlet的实例对象。如果是，则直接执行第4步，否则，执行第2步。  
> 2，装载并创建该Servlet的一个实例对象。  
> 3，调用Servlet实例对象的init()方法。  
> 4，创建一个用于封装HTTP请求消息的HttpServletRequest对象和一个代表HTTP响应消息的HttpServletResponse对象，然后调用Servlet的service()方法并将请求和响应对象作为参数传递进去。  
> 5，WEB应用程序被停止或重新启动之前，Servlet引擎将卸载Servlet，并在卸载之前调用Servlet的destroy()方法。

### 十一、Servlet的生命周期 ###

> Servlet是一个供其他Java程序（Servlet引擎）调用的Java类，它不能独立运行，它的运行完全由Servlet引擎来控制和调度。  
> 针对客户端的多次Servlet请求，通常情况下，服务器只会创建一个Servlet实例对象，也就是说Servlet实例对象一旦创建，它就会驻留在内存中，为后续的其它请求服务，直至web容器退出，servlet实例对象才会销毁。  
> 在Servlet的整个生命周期内，Servlet的init方法只被调用一次。而对一个Servlet的每次访问请求都导致Servlet引擎调用一次servlet的service方法。对于每次访问请求，Servlet引擎都会创建一个新的HttpServletRequest请求对象和一个新的HttpServletResponse响应对象，然后将这两个对象作为参数传递给它调用的Servlet的service()方法，service方法再根据请求方式分别调用doXXX方法。  
> 如果在元素中配置了一个元素，那么WEB应用程序在启动时，就会装载并创建Servlet的实例对象、以及调用Servlet实例对象的init()方法。  
> 用途：为web应用写一个InitServlet，这个servlet配置为启动时装载，为整个web应用创建必要的公共数据。

<!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title>
    </head>
    <body>
    
        <a href="Servlet01">向Servlet01发送请求</a>
    </body>
    </html>

<?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">
    
        <welcome-file-list>
            <welcome-file>welcome.html</welcome-file>
        </welcome-file-list>
    
        
            
            
            
                
                
            
            
        
        
            
            
        
    
    </web-app>

import javax.servlet.ServletConfig;
    import javax.servlet.ServletException;
    import javax.servlet.annotation.WebInitParam;
    import javax.servlet.annotation.WebServlet;
    import javax.servlet.http.HttpServlet;
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
    import java.io.IOException;
    
    /**
     * Servlet作用：
     *      1.接收来自客户端的请求，并且可以获取请求信息
     *      2.执行具体的业务(登录、注册、展示商品、加入购物车....)
     *      3.通过响应返回数据给客户端
     *
     * Servlet生命周期：
     *      1.第一次发送给该Servlet请求后，会创建该Servlet的对象，调用无参构造、init()
     *      2.服务器根据请求方式选择调用doGet()或doPost()
     *      3.关闭服务器时销毁Servlet对象，调用destroy()
     *  小结：在一般情况下，Servlet是单例的
     *
     * Servlet何时被创建？
     *      1.第一次发送请求时
     *      2.在web.xml -> servlet -> <load-on-startup>1</load-on-startup>，该Servlet在项目启动时就会创建对象
     *      3.在Servlet添加了@WebServlet(loadOnStartup=1)，该Servlet在项目启动时就会创建对象
     */
    
    @WebServlet(
            value = "/Servlet01",
            initParams={
        @WebInitParam(name="code",value="UTF-8")},
            loadOnStartup=1
    )
    public class Servlet01 extends HttpServlet {
        
    
        /**
         * Servlet构造方法
         */
        public Servlet01() {
        
            System.out.println("Servlet01 -- Servlet01()");
        }
    
        /**
         * Servlet初始化方法
         * @param  config Servlet的配置文件对象
         */
        @Override
        public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        
            String code = config.getInitParameter("code");
            System.out.println("Servlet01 -- init() ：" + code);
        }
    
        @Override
        protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            this.doPost(req,resp);
        }
    
        @Override
        protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
    
            System.out.println("Servlet01接收到客户端的请求了...");
        }
    
        /**
         * Servlet销毁方法
         */
        @Override
        public void destroy() {
        
            System.out.println("Servlet01 -- destroy()");
        }
    }

### 十二、ServletConfig对象 ###

> 在Servlet的配置文件中，可以使用一个或多个标签为servlet配置一些初始化参数。
> 
> 当servlet配置了初始化参数后，web容器在创建servlet实例对象时，会自动将这些初始化参数封装到ServletConfig对象中，并在调用servlet的init方法时，将ServletConfig对象传递给servlet。进而，程序员通过ServletConfig对象就可以得到当前servlet的初始化参数信息。
> 
> 阅读ServletConfig API，并举例说明该对象的作用：
> 
> 获得字符集编码
> 
> 获得数据库连接信息实际的Servlet开发中，可以直接通过getServletConfig()的到ServletConfig对象。

### 十三、Servlet线程安全问题 ###

> 多个客户端访问同一个Servlet中的资源时，有可能会出现线程安全问题
> 
> ##### 解决方案 #####
> 
> > 1.将Servlet实现SingleThreadModel（已过时），因为当线程阻塞，就会创建新的Servlet对象
> > 
> > 2.利用线程锁机制， synchronized或lock

<!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title>
    </head>
    <body>
    
          <a href="MyServlet">向MyServlet发送请求</a>
    </body>
    </html>

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;
    
    /**
     * Servlet是否是单例的？
     *      一般情况下，Servlet是单例的
     *      如果Servlet实现类实现了SingleThreadModel接口，Tomcat服务器发现Servlet线程阻塞了，就会新创建一个Servlet对象
     */
    @WebServlet("/MyServlet")
    //public class MyServlet extends HttpServlet implements SingleThreadModel {
        
    public class MyServlet extends HttpServlet {
        
    
        private int num = 0;
    
        public MyServlet() {
        
            System.out.println("MyServlet被创建了");
        }
    
        protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        
            this.doPost(request,response);
        }
    
        protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        
            request.setCharacterEncoding("UTF-8");
            response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
    
            synchronized (this){
        
                num++;
    
                try {
        
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
    
                response.getWriter().println(num);
            }
        }
    }

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