javaweb发展历史

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2021年6月13日09:22:43来源:简书-齐晋
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一、远古期 - 静态页面时代

讲Java Web开发的历史进程,不得不提Web开发的历史进程。

在互联网刚发展的时候,那时候的网站功能是很简单的。那时候的网站还都是静态的。这里所说的静态是指,请求访问的网页都是事先编辑好的,不能改变的。

这里先讲下当时一个请求是如何返回结果的。

比如,你想访问新浪上的一张图片,会在浏览器键入这个图片的地址:

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浏览器会根据地址像新浪服务器发送HTTP请求。新浪服务器上的HTTP Server接收到请求后,会根据路径地址/img/12345.jpg查找的这个文件,然后read文件,再把图片数据发送给客户端,客户端的浏览器就能正确展示图片了。

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也就是说,这里的URL对服务器来说就是查找文件的地址,而文件必须实实在在存在于服务器中的特定目录下的。

缺点

很明显,访问的资源必须事先已经存在,否则访问不到。而动态展示也是没法实现的。比如:某人刚发布了一篇文章,想在首页立即看到是不可能的。只能重新手动编辑首页,把文章链接加进去。

二、混沌期 - CGI时代

然而,如果页面一直是静态的额,也就不会有现在纷繁复杂的网站了。那么动态展示页面的解决方案是什么呢?是CGI!CGI全称是通用网关接口(Common Gateway Interface)。那么它的作用是啥呢?

CGI是啥

首先,要清楚CGI是啥?

CGI是一个可执行的程序或者可运行的脚本。几乎所有语言都能写CGI,像python,C,甚至shell。

举个例子。下面一段C代码,经过编译成可执行程序后,就是一个CGI。

再或者,下面一个python脚本,也是一个CGI

OK,知道了CGI是可执行的程序或脚本,但是怎么工作的呢?

CGI怎么用

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如上图,当浏览器发送一个CGI请求后,服务器会启动一个进程运行CGI程序或脚本,由CGI来处理数据,并将结果返回给服务器,服务器再将结果返回给浏览器。

举个表单提交的例子:

上面是一个表单提交的html代码,展示的效果是下面这个样子:

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细心的你会发现,action的值是http://localhost/cgi-bin/test/cgi_test.cgi。这里,cgi_test.cgi就是一个cgi程序。

还记得上面那段C++代码吗?

cgi_test.cgi就是这段代码编译出来的可执行程序。

这段代码的作用是什么呢?

作用是将表单提交的信息直接打印出来。

如何做到的?

只有两行代码,第二行代码是关键。getenv()是C函数库中的函数getenv("QUERY_STRING")的意思是读取环境变量QUERY_STRING的值。而QUERY_STRING的值就是表单提交的信息。

OK,这个CGI的功能就清晰了。表单提交后展示下面的结果也就不奇怪了:

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我们再通过一个图梳理下上述流程:

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综上,CGI工作模式示意图如下:

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CGI的特点

  • 由Http Server唤起。常见的Http Server如Apache,Lighttpd,nginx都支持CGI
  • CGI单独启动进程,并且每次调用都会重新启动进程
  • 可以用任何语言编写,只要该语言支持标准输入、输出和环境变量

CGI的缺点

  • 消耗资源多:每个请求都会启动一个CGI进行,进程消耗资源15M内存的话,同时到达100个请求的话,就会占用1.5G内存。如果请求更多,资源消耗是不可想象的。
  • :启动进程本身就慢。每次启动进程都需要重新初始化数据结构等,会变得更慢。

引申

    为了解决CGI重复启动进程和初始化的问题,后来出现了FastCGI

三、开荒期 - Servlet时代

在CGI繁荣发展的时代,Java还没有发展起来。当Java开始参与历史,引领潮流的时候,也必然会借鉴和改进之前的技术和思想。

鉴于CGI的一些缺点,Java Web在开始设计的时候就想出了一种解决方案 -- Servlet。同样,第一个问题,Servlet是啥?

Servlet是啥?

举个例子,网站一般都有注册功能。当用户填写好注册信息,点击“注册”按钮时,谁来处理这个请求?用户名是否重复谁来校验?用户名和密码需要写入数据库,谁来写入?是Servlet!

Servlet是实现javax.servlet.Servlet接口的类。一般处理Web请求的Servlet还需要继承javax.servlet.http.HttpServlet

doGet()方法处理GET请求

doPost()方法处理POST请求

浏览器发来的请求是怎么被Servlet处理的呢?还是举表单提交的例子。

我们假设表单样式如下,只是简单提交两个数据:网址名和网址。并假设处理URL为http://localhost:8080/TomcatTest/HelloForm

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浏览器工作

当表单使用GET方式提交时,浏览器会把表单数据组装成这样的URL:http://localhost:8080/TomcatTest/HelloForm?name=菜鸟教程&url=www.runoob.com

好,现在浏览器的任务暂时告一段落,开始Java Web服务工作了。

Java Web服务

首先,我们得指定http://localhost:8080/TomcatTest/HelloForm这个URL由谁来处理。这个映射关系需要在web.xml中配置:

web.xml中配置的意思是:当URI为/TomcatTest/HelloForm时,交给com.runoob.test.HelloForm处理。而HelloForm正是个Servlet。

因此,我们需要编写HelloForm这样一个Servlet:

由于请求方式是GET,因此需要doGet()方法来处理。仔细阅读doGet()方法的代码,发现处理逻辑只是把表单数据放入到了一段html代码中。这段html代码会被传输给浏览器,然后浏览器渲染出结果,如下图所示:

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Servlet的特点

Servlet相对于CGI有了很大的改进,效率更高,功能更强大,更容易移植。主要表现在一下几个方面:

  • CGI每个请求启动一个进程,而Servlet是更轻量的线程。线程和进程的对比和优劣请自行Google。
  • CGI每个进程都需要初始化,Servlet只初始化一次实例就行
  • Servlet依托于Java语言,具有很好的跨平台型。CGI根据语言的不同,跨平台型不同
  • CGI与数据库连接需要重连,Servlet可以使用数据库连接池。
  • Java有丰富的、各种各样的库函数

Servlet的缺点

看上面的代码,会发现,html代码是写在Java代码中的。对于前端人员来说,这种形式非常非常难以开发和修改。

Servlet的升级 -- JSP

Servlet是在Java代码中写HTML代码。与之对应的就是在HTML代码中写Java代码,这就是JSP。

JSP是啥?

JSP全称为JavaServer Pages,简单点说,就是可以在html中写Java代码。还是先从例子中大概了解下JSP:

还是上面表单处理的例子。表单的html代码就不展示了,我们直接模拟GET请求,即在浏览器中输入地址:http://localhost:8080/testjsp/main.jsp?name=菜鸟教程&url=http://www.runoob.com

很明显,这个URL的关键是main.jsp。这个文件的内容是啥呢?main.jsp内容如下:

这就是JSP,在html代码中插入Java代码。java代码被<% %>所包围。

  • <%= request.getParameter("name")%>表示获取请求参数name的值
  • <%= request.getParameter("url")%>表示获取请求参数url的值。最终展示结果是怎样的呢?看下图:

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JSP是如何工作的?

为啥html代码中可以写Java代码呢?看下图:

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其实原理是这样的:

就像其他普通的网页一样,您的浏览器发送一个HTTP请求给服务器。

Web服务器识别出这是一个对JSP网页的请求,并且将该请求传递给JSP引擎。通过使用URL或者.jsp文件来完成。

JSP引擎从磁盘中载入JSP文件,然后将它们转化为servlet。这种转化只是简单地将所有模板文本改用println()语句,并且将所有的JSP元素转化成Java代码。

JSP引擎将servlet编译成可执行类,并且将原始请求传递给servlet引擎。

Web服务器的某组件将会调用servlet引擎,然后载入并执行servlet类。在执行过程中,servlet产生HTML格式的输出并将其内嵌于HTTP response中上交给Web服务器。

Web服务器以静态HTML网页的形式将HTTP response返回到您的浏览器中。

最终,Web浏览器处理HTTP response中动态产生的HTML网页,就好像在处理静态网页一样。

用一句话来讲:每个JSP都最终会变成对应的Servlet执行

JSP的缺点

在HTML代码中写Java代码,方便了前端人员,但是苦了后端人员。因此,单纯使用JSP,开发效率依旧不高。

后来,有牛人发现,Servlet天生非常适合逻辑处理(因为主要是Java代码),而JSP非常适合页面展示(因为主要是html代码),那么在结合Servlet和JSP各自的优缺点后,诞生了Web开发中最常用和最重要的架构设计模式:MVC。

四、发展期 - MVC时代

MVC模式(Model-View-Controller)是软件工程中的一种软件架构模式,把软件系统分为三个基本部分:模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller):

  • Controller——负责转发请求,对请求进行处理
  • View——负责界面显示
  • Model——业务功能编写(例如算法实现)、数据库设计以及数据存取操作实现

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简而言之,请求发来后,会首先经过Controller层处理,需要返回的结果封装成对象传递给JSP,然后JSP负责取出数据展示就够了。这样,后端开发人员只负责编写Servlet,前端人员负责JSP,极大提升了开发效率。

像上面这段代码,UserPostController就是一个Servlet,负责逻辑处理。需要返回的数据封装到HttpServletRequest对象中,传递给jsp页面。而负责展示的就是/templates/userPost.jsp这个jsp文件。

五、繁盛期 - 框架时代

有了Servlet和JSP,相当于有了武器。有了MVC,相当于有了战术。但是武器和战术之间还缺少一层,就是具体实施者。

实践证明,单纯使用Servlet、JSP和MVC开发,依然会面临诸多的问题。而程序员普遍存在一种特质,就是懒。因为懒,所以才想着能有更简单的解决办法。因为懒,针对一些通用问题,才会想出通用解决方法。可以说,因为懒,科技才有了进步。。。这时候,为了解放劳动力,一些开源框架营运而出。这些框架的目的只有一个:让开发简单,简单,更简单!

提到Java Web框架,就不得不提几乎所有开发者都知道的三大框架:SSH!

SSH

关于三大框架,这里不做介绍了,网上的文章铺天盖地。想要说的是:无论什么框架,都是对常见问题的抽象和封装,再出什么新的框架,也万变不离其宗,脱离不了Servlet这个根基。学习的时候千万不能跟着框架走,框架让做什么就做什么,而是要想为什么这样做。否则,今天学会了一个框架,明天又出了新的框架,又会抓瞎了。

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