Web基础知识

课程内容

• SpringBootWeb入门
• HTTP协议
• Web服务器-Tomcat

1. Tomcat

1.1 简介

Tomcat服务器软件是一个免费的开源的web应用服务器。是Apache软件基金会的一个核心项目。由Apache，Sun和其他一些公司及个人共同开发而成。

由于Tomcat只支持Servlet/JSP少量JavaEE规范，所以是一个开源免费的轻量级Web服务器。

JavaEE规范： JavaEE => Java Enterprise Edition(Java企业版)

avaEE规范就是指Java企业级开发的技术规范总和。包含13项技术规范：JDBC、JNDI、EJB、RMI、JSP、Servlet、XML、JMS、Java IDL、JTS、JTA、JavaMail、JAF

因为Tomcat支持Servlet/JSP规范，所以Tomcat也被称为Web容器、Servlet容器。JavaWeb程序需要依赖Tomcat才能运行。

Tomcat的官网: https://tomcat.apache.org/

1.2 基本使用

1.2.1 下载

直接从官方网站下载：https://tomcat.apache.org/download-90.cgi

Tomcat软件类型说明：

• tar.gz文件，是linux和mac操作系统下的压缩版本
• zip文件，是window操作系统下压缩版本（我们选择zip文件）

1.2.2 安装与卸载

安装: Tomcat是绿色版，直接解压即安装

在E盘的develop目录下，将apache-tomcat-9.0.27-windows-x64.zip进行解压缩，会得到一个apache-tomcat-9.0.27的目录，Tomcat就已经安装成功。

注意，Tomcat在解压缩的时候，解压所在的目录可以任意，但最好解压到一个不包含中文和空格的目录，因为后期在部署项目的时候，如果路径有中文或者空格可能会导致程序部署失败

打开apache-tomcat-9.0.27目录就能看到如下目录结构，每个目录中包含的内容需要认识下

bin：目录下有两类文件，一种是以.bat结尾的，是Windows系统的可执行文件，一种是以.sh结尾的，是Linux系统的可执行文件。

webapps：就是以后项目部署的目录

卸载： 卸载比较简单，可以直接删除目录即可

1.2.3 启动与关闭

启动Tomcat

• 双击tomcat解压目录/bin/startup.bat文件即可启动tomcat

注意: tomcat服务器启动后,黑窗口不会关闭,只要黑窗口不关闭,就证明tomcat服务器正在运行

Tomcat的默认端口为8080，所以在浏览器的地址栏输入：http://127.0.0.1:8080 即可访问tomcat服务器

127.0.0.1 也可以使用localhost代替。如：http://localhost:8080

• 能看到以上图片中Apache Tomcat的内容就说明Tomcat已经启动成功

注意事项 ：Tomcat启动的过程中，遇到控制台有中文乱码时，可以通常修改conf/logging.prooperties文件解决

关闭: 关闭有三种方式

1、强制关闭：直接x掉Tomcat窗口（不建议）

2、正常关闭：bin\shutdown.bat

3、正常关闭：在Tomcat启动窗口中按下 Ctrl+C

• 说明：如果按下Ctrl+C没有反映，可以多按几次

1.2.4 常见问题

问题1：Tomcat启动时，窗口一闪而过

• 检查JAVA_HOME环境变量是否正确配置

问题2：端口号冲突

• 发生问题的原因：Tomcat使用的端口被占用了。

• 解决方案：换Tomcat端口号

  • 要想修改Tomcat启动的端口号，需要修改 conf/server.xml文件

注: HTTP协议默认端口号为80，如果将Tomcat端口号改为80，则将来访问Tomcat时，将不用输入端口号。

2. Servlet

2.1 快速入门

2.1.1 什么是Servlet

Servlet 是运行在Web服务器中的小型java程序，是Java提供的一门动态web资源开发技术。通常通过HTTP协议接收和响应来自于客户端的请求。

Servlet 是JavaEE规范之一，其实就是一个接口(定义Servlet需实现Servlet接口 或 继承HttpServlet) ，并由web服务器运行Servlet。

2.1.2 入门程序

需求： 使用Servlet开发一个Web应用，浏览器发起请求 /hello 之后，给浏览器返回一个字符串 “Hello Xxx”。

步骤：

1). 准备：创建maven项目（设置打包方式为war），导入Servlet坐标（provided）

<dependency><groupId>javax.servlet</groupId><artifactId>javax.servlet-api</artifactId><version>4.0.1</version><scope>provided</scope>
</dependency>

2). 定义一个类，实现Servlet接口（继承HttpServlet），并实现所有方法。在Servlet类上使用@WebServlet注解，配置该Servlet的访问路径。

@WebServlet(urlPatterns = "/hello")
public class HelloServlet2 extends HttpServlet {@Overrideprotected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {//接收请求参数String name = request.getParameter("name");//响应结果String respMsg = "<h1>Hello, " + name + " ~</h1>";response.getWriter().write(respMsg);}@Overrideprotected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {doGet(request, response);}
}

3). 将开发好的Servlet部署在外部的Tomcat服务器中运行。

选择 Edit Configurations。

选择 Tomcat Server。

点击 Deployment 选择要部署的项目。

点击上方的小三角 ，启动Tomcat 服务。

启动完毕，会看到Tomcat输出的日志。

4). 打开浏览器，访问测试 http://localhost:9000/demo01/hello

2.1.3 注意事项

1. Servlet项目打包方式需要设置为 war。

   <packaging>war</packaging>
   

2. servlet-api 依赖的作用范围 <scope>必须设置为 provided。

   <scope>provided</scope>
   

2.2 执行流程

Servlet的入门程序我们都已经完成了，并将其部署到了Tomcat服务器中进行测试，可以正常访问到Servlet程序。 那接下来，我们就来研究一下Servlet的执行流程。

研究Servlet的执行流程，主要就是研究，我们在浏览器地址栏访问 http://localhost:8080/servlet-demo/hello?name=Tomcat，是如何访问到我们的服务中部署的servlet-demo这个应用的。

1). 定位服务器

通过url地址中的ip/主机 与 端口号 http://localhost:8080，首先会定位到我们要访问的Web服务器。

而在一个web服务器中，是可以部署多个应用程序的。那我们具体要访问到那个项目呢 ？ 接下来，我们再来看如何定位到要访问的应用程序的。

2). 定位项目

通过端口号之后的 servlet-demo，就可以定位到Web服务器中部署的应用。

而我们知道在一个应用中呢，是可以有多个Servlet程序的，那如何定位到要访问的是哪一个Servlet呢 ？

3). 定位Servlet

那么通过请求路径中的最后一个部分 /hello 就可以知道我们要访问的Servlet程序是 HelloServlet，因为 HelloServlet 的请求路径是 /hello。

4). 执行Servlet

定位到Servlet程序后，那接下来，就会指定这个Servlet程序，那具体调用Servlet程序中的哪个方法呢 (doGet 或 doPost) ?

由于我们再浏览器地址栏发起的请求，请求方式都是Get，所以Web服务器会自动调用Servlet的 doGet 方法。

• Servlet 对象是由谁创建的，Servlet的doGet方法是由谁调用的？
  • Servlet对象由Web服务器创建，Servlet方法由Web服务器调用。
• HttpServletRequest：用于封装所有的请求数据。
• HttpServletResponse：用于封装所有的响应数据。

3. HTTP协议

3.1 HTTP-概述

3.1.1 介绍

HTTP：Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)，规定了浏览器与服务器之间数据传输的规则。

• http是互联网上应用最为广泛的一种网络协议
• http协议要求：浏览器在向服务器发送请求数据时，或是服务器在向浏览器发送响应数据时，都必须按照固定的格式进行数据传输

如果想知道http协议的数据传输格式有哪些，可以打开浏览器，点击F12打开开发者工具，点击Network来查看

浏览器向服务器进行请求时：

• 服务器按照固定的格式进行解析

服务器向浏览器进行响应时：

• 浏览器按照固定的格式进行解析

所以，我们学习HTTP主要就是学习请求和响应数据的具体格式内容。

3.1.2 特点

• 基于TCP协议: 面向连接，安全
  • TCP是一种面向连接的(建立连接之前是需要经过三次握手)、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，在数据传输方面更安全
• 基于请求-响应模型: 一次请求对应一次响应（先请求后响应）
  • 请求和响应是一一对应关系，没有请求，就没有响应
• HTTP协议是无状态协议: 对于数据没有记忆能力。每次请求-响应都是独立的
  • 无状态指的是客户端发送HTTP请求给服务端之后，服务端根据请求响应数据，响应完后，不会记录任何信息。
    • 缺点: 多次请求间不能共享数据
    • 优点: 速度快
  • 请求之间无法共享数据会引发的问题：
    • 如：京东购物。加入购物车和去购物车结算是两次请求
    • 由于HTTP协议的无状态特性，加入购物车请求响应结束后，并未记录加入购物车是何商品
    • 发起去购物车结算的请求后，因为无法获取哪些商品加入了购物车，会导致此次请求无法正确展示数据
  • 具体使用的时候，我们发现京东是可以正常展示数据的，原因是Java早已考虑到这个问题，并提出了使用会话技术(Cookie、Session)来解决这个问题。具体如何来做，我们后面课程中会讲到。

3.2 HTTP-请求协议

浏览器和服务器是按照HTTP协议进行数据通信的。

HTTP协议又分为：请求协议和响应协议

• 请求协议：浏览器将数据以请求格式发送到服务器
  • 包括：请求行、请求头 、请求体
• 响应协议：服务器将数据以响应格式返回给浏览器
  • 包括：响应行 、响应头 、响应体

3.2.1 请求数据格式

在HTTP1.1版本中，浏览器访问服务器的几种方式：

请求方式	请求说明
GET	获取资源。 向特定的资源发出请求。例：http://www.baidu.com/s?wd=itheima
POST	传输实体主体。 向指定资源提交数据进行处理请求（例：上传文件），数据被包含在请求体中。
OPTIONS	返回服务器针对特定资源所支持的HTTP请求方式。 因为并不是所有的服务器都支持规定的方法，为了安全有些服务器可能会禁止掉一些方法，例如：DELETE、PUT等。那么OPTIONS就是用来询问服务器支持的方法。
HEAD	获得报文首部。 HEAD方法类似GET方法，但是不同的是HEAD方法不要求返回数据。通常用于确认URI的有效性及资源更新时间等。
PUT	传输文件。 PUT方法用来传输文件。类似FTP协议，文件内容包含在请求报文的实体中，然后请求保存到URL指定的服务器位置。
DELETE	删除文件。 请求服务器删除Request-URI所标识的资源
TRACE	追踪路径。 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断
CONNECT	要求用隧道协议连接代理。 HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器

在我们实际应用中常用的也就是 ：GET、POST

3.2.1.1 GET方式的请求协议

• 请求行 ：HTTP请求中的第一行数据。由：请求方式、资源路径、协议/版本组成（之间使用空格分隔）

  • 请求方式：GET
  • 资源路径：/brand/findAll?name=OPPO&status=1
    • 请求路径：/brand/findAll
    • 请求参数：name=OPPO&status=1
      • 请求参数是以key=value形式出现
      • 多个请求参数之间使用&连接
    • 请求路径和请求参数之间使用?连接
  • 协议/版本：HTTP/1.1

• 请求头 ：第二行开始，上图黄色部分内容就是请求头。格式为key: value形式

  • http是个无状态的协议，所以在请求头设置浏览器的一些自身信息和想要响应的形式。这样服务器在收到信息后，就可以知道是谁，想干什么了

• 常见的HTTP请求头有:

  • Host: 表示请求的主机名
  • User-Agent: 浏览器版本。
    • 例如：Chrome浏览器的标识类似Mozilla/5.0 …Chrome/79 ，IE浏览器的标识类似Mozilla/5.0 (Windows NT …)like Gecko
  • Accept：表示浏览器能接收的资源类型，如text/*，image/或者/*表示所有；
  • Accept-Language：表示浏览器偏好的语言，服务器可以据此返回不同语言的网页；
  • Accept-Encoding：表示浏览器可以支持的压缩类型，例如gzip, deflate等。
  • Content-Type：请求主体的数据类型
  • Content-Length：数据主体的大小（单位：字节）

• 举例说明：服务端可以根据请求头中的内容来获取客户端的相关信息，有了这些信息服务端就可以处理不同的业务需求。

  • 比如:
    • 不同浏览器解析HTML和CSS标签的结果会有不一致，所以就会导致相同的代码在不同的浏览器会出现不同的效果
    • 服务端根据客户端请求头中的数据获取到客户端的浏览器类型，就可以根据不同的浏览器设置不同的代码来达到一致的效果（这就是我们常说的浏览器兼容问题）

• 请求体 ：存储请求参数

  • GET请求的请求参数在请求行中，故不需要设置请求体

3.2.1.2 POST方式的请求协议

• 请求行(以上图中红色部分)：包含请求方式、资源路径、协议/版本
  • 请求方式：POST
  • 资源路径：/brand
  • 协议/版本：HTTP/1.1
• 请求头(以上图中黄色部分)
• 请求体(以上图中绿色部分) ：存储请求参数
  • 请求体和请求头之间是有一个空行隔开（作用：用于标记请求头结束）

3.2.1.3 GET请求和POST请求的区别：

区别方式	GET请求	POST请求
请求参数	请求参数在请求行中。 例：/brand/findAll?name=OPPO&status=1	请求参数在请求体中
请求参数长度	请求参数长度有限制(浏览器不同限制也不同)	请求参数长度没有限制
安全性	安全性低。原因：请求参数暴露在浏览器地址栏中。	安全性相对高

3.2.2 请求数据获取

Web服务器对HTTP协议的请求数据进行解析，并进行了封装(HttpServletRequest)，并在调用Servlet方法的时候传递给了Servlet。这样，就使得程序员不必直接对协议进行操作，让Web开发更加便捷。

代码演示：

@WebServlet(urlPatterns = "/req")
public class RequestServlet extends HttpServlet {@Overrideprotected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {//1. 获取请求方式 ;String method = request.getMethod();//2. 获取请求路径 ;String uri = request.getRequestURI();StringBuffer url = request.getRequestURL();//3. 获取请求参数 ;String name = request.getParameter("name");//4. 获取请求头 ;String ua = request.getHeader("User-Agent");//5. 获取请求协议 ;String scheme = request.getScheme();//6. 获取查询字符串 ;String queryString = request.getQueryString();System.out.println("method: "+method);System.out.println("uri: "+uri);System.out.println("url: "+url);System.out.println("name: "+name);System.out.println("ua: "+ua);System.out.println("scheme: "+scheme);System.out.println();}@Overrideprotected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {doGet(req, resp);ServletInputStream inputStream = req.getInputStream();System.out.println(IOUtils.toString(inputStream, "UTF-8"));}
}

3.3 HTTP-响应协议

3.3.1 响应数据格式

3.3.1.1 格式介绍

与HTTP的请求一样，HTTP响应的数据也分为3部分：响应行、响应头 、响应体

• 响应行(以上图中红色部分)：响应数据的第一行。响应行由协议及版本、响应状态码、状态码描述组成

  • 协议/版本：HTTP/1.1
  • 响应状态码：200
  • 状态码描述：OK

• 响应头(以上图中黄色部分)：响应数据的第二行开始。格式为key：value形式

  • http是个无状态的协议，所以可以在请求头和响应头中设置一些信息和想要执行的动作，这样，对方在收到信息后，就可以知道你是谁，你想干什么

• 常见的HTTP响应头有:

  • Content-Type：表示该响应内容的类型，例如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表示可以最多缓存300秒 ;
  • Set-Cookie: 告诉浏览器为当前页面所在的域设置cookie ;

• 响应体(以上图中绿色部分)： 响应数据的最后一部分。存储响应的数据

  • 响应体和响应头之间有一个空行隔开（作用：用于标记响应头结束）

3.3.1.2 响应状态码

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已经完成则忽略
2xx	成功 — 表示请求已经被成功接收，处理已完成
3xx	重定向 — 重定向到其它地方，让客户端再发起一个请求以完成整个处理
4xx	客户端错误 — 处理发生错误，责任在客户端，如：客户端的请求一个不存在的资源，客户端未被授权，禁止访问等
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版本不支持等

• 常见的响应状态码

状态码	英文描述	解释
200	OK	客户端请求成功，即处理成功，这是我们最想看到的状态码
302	Found	指示所请求的资源已移动到由Location响应头给定的 URL，浏览器会自动重新访问到这个页面
304	Not Modified	告诉客户端，你请求的资源至上次取得后，服务端并未更改，你直接用你本地缓存吧。隐式重定向
400	Bad Request	客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
403	Forbidden	服务器收到请求，但是拒绝提供服务，比如：没有权限访问相关资源
404	Not Found	请求资源不存在，一般是URL输入有误，或者网站资源被删除了
405	Method Not Allowed	请求方式有误，比如应该用GET请求方式的资源，用了POST
428	Precondition Required	服务器要求有条件的请求，告诉客户端要想访问该资源，必须携带特定的请求头
429	Too Many Requests	指示用户在给定时间内发送了太多请求（“限速”），配合 Retry-After(多长时间后可以请求)响应头一起使用
431	Request Header Fields Too Large	请求头太大，服务器不愿意处理请求，因为它的头部字段太大。请求可以在减少请求头域的大小后重新提交。
500	Internal Server Error	服务器发生不可预期的错误。服务器出异常了，赶紧看日志去吧
503	Service Unavailable	服务器尚未准备好处理请求，服务器刚刚启动，还未初始化好

状态码大全：https://cloud.tencent.com/developer/chapter/13553

关于响应状态码，我们先主要认识三个状态码，其余的等后期用到了再去掌握：

• 200 ok 客户端请求成功
• 404 Not Found 请求资源不存在
• 500 Internal Server Error 服务端发生不可预期的错误

3.3.2 响应数据设置

Web服务器对HTTP协议的响应数据进行了封装(HttpServletResponse)，并在调用Servlet方法的时候传递给了Servlet。这样，就使得程序员不必直接对协议进行操作，让Web开发更加便捷。

代码演示：

@WebServlet(urlPatterns = "/resp")
public class ResponseServlet extends HttpServlet {@Overrideprotected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {//1. 设置响应状态码//resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR);//2. 设置响应头resp.setHeader("Content-Type", "text/html;charset=UTF-8");//3. 设置响应体 - 获取字符输出流resp.getWriter().write("<h1>Hello HTTP ~</h1>");}}

响应状态码 和 响应头如果没有特殊要求的话，通常不手动设定。服务器会根据请求处理的逻辑，自动设置响应状态码和响应头。

4. SpringBootWeb入门

刚才我们讲解了基于原始的Servlet程序开发Web应用，并基于此讲解了Http协议。 那接下来呢，我们就要来讲解现在企业开发的主流技术 SpringBoot，并基于SpringBoot进行Web程序的开发 。

4.1 概述

在没有正式的学习SpringBoot之前，我们要先来了解下什么是Spring。

我们可以打开Spring的官网https://spring.io，去看一下Spring的简介：Spring makes Java simple。

Spring的官方提供很多开源的项目，我们可以点击上面的projects，看到spring家族旗下的项目，按照流行程度排序为：

Spring发展到今天已经形成了一种开发生态圈，Spring提供了若干个子项目，每个项目用于完成特定的功能。而我们在项目开发时，一般会偏向于选择这一套spring家族的技术，来解决对应领域的问题，那我们称这一套技术为spring全家桶。

而Spring家族旗下这么多的技术，最基础、最核心的是 SpringFramework。其他的spring家族的技术，都是基于SpringFramework的，SpringFramework中提供很多实用功能，如：依赖注入、事务管理、web开发支持、数据访问、消息服务等等。

而如果我们在项目中，直接基于SpringFramework进行开发，存在两个问题：配置繁琐、入门难度大。

所以基于此呢，spring官方推荐我们从另外一个项目开始学习，那就是目前最火爆的SpringBoot。

通过springboot就可以快速的帮我们构建应用程序，所以springboot呢，最大的特点有两个 ：

• 简化配置
• 快速开发

Spring Boot 可以帮助我们非常快速的构建应用程序、简化开发、提高效率 。

4.2 入门程序

4.2.1 需求

需求：基于SpringBoot的方式开发一个web应用，浏览器发起请求/hello后，给浏览器返回字符串 “Hello World ~”。

4.2.2 开发步骤

第1步：创建SpringBoot工程，并勾选Web开发相关依赖

第2步：定义HelloController类，添加方法hello，并添加注解

第3步：测试运行

1). 创建SpringBoot工程（需要联网）

基于Spring官方骨架，创建SpringBoot工程。

基本信息描述完毕之后，勾选web开发相关依赖。

点击Finish之后，就会联网创建这个SpringBoot工程，创建好之后，结构如下：

注意：在联网创建过程中，会下载相关资源(请耐心等待)

2). 定义请求处理类

在com.itheima这个包下新建一个类：HelloController

package com.itheima;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController
public class HelloController {@RequestMapping("/hello")public String hello(String name){System.out.println("HelloController .... hello : " + name);return "Hello , " + name;}}

3). 运行测试

运行SpringBoot自动生成的引导类

打开浏览器，输入 http://localhost:8080/hello?name=itheima

4.3 入门程序解析

入门程序我们已经搞定了，接下来，我们就一起来解析一下我们所编写的入门程序。

4.3.1 main方法如何启动Tomcat ？

因为我们在创建springboot项目的时候，选择了web开发的起步依赖 spring-boot-starter-web。而spring-boot-starter-web依赖，又依赖了spring-boot-starter-tomcat，由于maven的依赖传递特性，那么在我们创建的springboot项目中也就已经有了tomcat的依赖，这个其实就是springboot中内嵌的tomcat。

而我们运行引导类中的main方法，其实启动的就是springboot中内嵌的Tomcat服务器。 而我们所开发的项目，也会自动的部署在该tomcat服务器中，并占用8080端口号 。

4.3.2 Tomcat是一个servlet容器，为什么可以运行我们编写的HelloController？

首先，大家需要知道，Tomcat是一个Servlet容器，而我们编写的Controller程序是不能被Tomcat服务器识别的。

那我们在浏览器地址栏访问 http://localhost:8080/hello?name=Tom 时是如何访问到HelloController程序的呢？ 这是因为啊，虽然我们没有编写Servlet程序，但是呢，在Springboot框架的底层源码中，给我们提供了一个核心的Servlet程序，叫 DispatcherServlet。

而DispatcherServlet是一个Servlet程序，继承了HttpServlet。

前端发起的所有请求到达服务器之后，都会被DispatcherServlet接收并处理，而DispatcherServlet并不会直接对请求进行处理，而是将请求转发给后面我们自己编写的Controller程序，最终有Controller程序来进行请求的处理。

所以，我们基于Springboot进行Web程序的开发，是不需要直接编写原始的Servlet程序的，我们只需要编写Controller程序，来接收请求，响应数据即可。