JavaWeb开发教程

1639字约5分钟

2025-08-18

Web开发基础概念

Web开发是指创建可以在互联网或内部网上运行的应用程序的过程。Java Web开发主要涉及以下技术：

Servlet：运行在服务器端的Java程序，用于处理HTTP请求和响应
JSP（JavaServer Pages）：用于创建动态Web页面的技术，结合了HTML和Java代码
HTTP协议：Web应用的基础通信协议
Web容器：如Tomcat、Jetty等，用于运行Servlet和JSP

Java Web开发的主要优势：

平台无关性：基于Java，具有良好的跨平台特性
安全性：Java的安全机制为Web应用提供保护
可扩展性：支持大型企业级应用开发
丰富的生态系统：大量的框架和工具支持

Servlet技术

Servlet是Java Web开发的核心技术之一，它是一个Java类，用于扩展服务器的功能，处理客户端的请求并生成响应。

Servlet生命周期

Servlet的生命周期由Web容器管理，包括以下阶段：

加载和实例化：Web容器加载Servlet类并创建实例
初始化：调用init()方法进行初始化
处理请求：调用service()方法处理客户端请求
销毁：调用destroy()方法释放资源

@WebServlet("/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        // 处理GET请求
    }
    
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        // 处理POST请求
    }
}

Servlet API核心接口

HttpServlet：所有Servlet类的基类
HttpServletRequest：封装HTTP请求信息
HttpServletResponse：封装HTTP响应信息
HttpSession：用于会话管理
ServletContext：提供Web应用的上下文信息

Servlet注解配置

使用@WebServlet注解可以简化Servlet的配置：

@WebServlet(
    name = "HelloServlet",
    urlPatterns = {"/hello", "/greeting"},
    initParams = {
        @WebInitParam(name = "configParam", value = "configValue")
    }
)
public class HelloServlet extends HttpServlet {
    // Servlet实现
}

JSP技术

JSP（JavaServer Pages）是一种动态网页技术，允许在HTML中嵌入Java代码。

JSP基本语法

JSP表达式：<%= expression %> - 输出表达式的值
JSP脚本段：<% Java代码 %> - 执行Java代码
JSP声明：<%! 声明 %> - 声明变量和方法
JSP注释：<%-- 注释 --%> - JSP页面注释

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Hello JSP</title>
</head>
<body>
    <h1>Hello, JSP World!</h1>
    <p>当前时间: <%= new java.util.Date() %></p>
    
    <% 
        String message = "这是在JSP中执行的Java代码";
        out.println("<p>" + message + "</p>");
    %>
</body>
</html>

JSP隐式对象

JSP提供了9个隐式对象，可以直接使用：

request：HttpServletRequest对象
response：HttpServletResponse对象
session：HttpSession对象
application：ServletContext对象
out：JspWriter对象
config：ServletConfig对象
pageContext：PageContext对象
page：当前Servlet实例
exception：Exception对象（仅在错误页面中可用）

JSP动作

JSP动作是一组标准的标签，用于控制Servlet引擎的行为：

<!-- 包含其他页面 -->
<jsp:include page="header.jsp" />

<!-- 转发请求 -->
<jsp:forward page="error.jsp" />

<!-- 使用JavaBean -->
<jsp:useBean id="user" class="com.example.User" scope="session" />
<jsp:setProperty name="user" property="name" value="张三" />
<jsp:getProperty name="user" property="name" />

Web应用结构

标准的Java Web应用遵循特定的目录结构：

webapp/
├── index.html                  # 首页
├── hello.jsp                   # JSP页面
├── user-form.html              # HTML表单
├── error/                      # 错误页面目录
│   ├── 404.html
│   ├── 500.html
│   └── general.html
├── WEB-INF/                    # 受保护的配置目录
│   ├── web.xml                 # Web应用配置文件
│   ├── classes/                # 编译后的Java类文件
│   └── lib/                    # 依赖的JAR文件
└── META-INF/                   # 元数据目录
    └── MANIFEST.MF

表单处理

Web应用经常需要处理用户通过HTML表单提交的数据。

GET vs POST方法

GET方法：
- 数据附加在URL后面
- 有长度限制
- 不安全，数据可见
- 适用于查询操作
POST方法：
- 数据在请求体中发送
- 无长度限制
- 相对安全
- 适用于数据提交操作

获取请求参数

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException {
    
    // 设置请求编码
    request.setCharacterEncoding("UTF-8");
    
    // 获取单值参数
    String name = request.getParameter("name");
    
    // 获取多值参数
    String[] hobbies = request.getParameterValues("hobby");
    
    // 获取所有参数
    Map<String, String[]> parameterMap = request.getParameterMap();
}

数据验证

在处理表单数据时，需要进行数据验证：

private boolean validateUser(String name, String email) {
    if (name == null || name.trim().isEmpty()) {
        return false;
    }
    
    if (email == null || !email.matches("^[A-Za-z0-9+_.-]+@(.+)$")) {
        return false;
    }
    
    return true;
}

会话管理

HTTP协议是无状态的，会话管理用于在多个请求之间保持用户状态。

HttpSession

// 获取会话对象
HttpSession session = request.getSession();

// 设置会话属性
session.setAttribute("username", "张三");

// 获取会话属性
String username = (String) session.getAttribute("username");

// 移除会话属性
session.removeAttribute("username");

// 设置会话超时时间（秒）
session.setMaxInactiveInterval(30 * 60);

应用范围属性

ServletContext用于存储应用范围的属性：

// 获取ServletContext
ServletContext context = getServletContext();

// 设置应用属性
context.setAttribute("appVersion", "1.0");

// 获取应用属性
String appVersion = (String) context.getAttribute("appVersion");

错误处理

Web应用需要妥善处理各种错误情况。

错误页面配置

在web.xml中配置错误页面：

<error-page>
    <error-code>404</error-code>
    <location>/error/404.html</location>
</error-page>

<error-page>
    <exception-type>java.lang.Exception</exception-type>
    <location>/error/general.html</location>
</error-page>

异常处理

在Servlet中处理异常：

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException {
    try {
        // 处理业务逻辑
        processRequest(request, response);
    } catch (ValidationException e) {
        // 处理验证异常
        request.setAttribute("errorMessage", e.getMessage());
        request.getRequestDispatcher("/error/validation.jsp").forward(request, response);
    } catch (Exception e) {
        // 处理其他异常
        throw new ServletException("处理请求时发生错误", e);
    }
}

Web应用配置

web.xml配置文件

web.xml是Web应用的部署描述符：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app version="4.0" xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee">
    <!-- 欢迎页面 -->
    <welcome-file-list>
        <welcome-file>index.html</welcome-file>
        <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
    </welcome-file-list>
    
    <!-- 会话配置 -->
    <session-config>
        <session-timeout>30</session-timeout>
    </session-config>
</web-app>

Servlet 3.0+注解配置

使用注解可以简化配置：

@WebServlet(
    name = "UserServlet",
    urlPatterns = "/user",
    initParams = @WebInitParam(name = "maxAge", value = "30")
)
public class UserServlet extends HttpServlet {
    // Servlet实现
}

最佳实践

1. 编码设置

确保正确的字符编码：

// 在处理请求前设置编码
request.setCharacterEncoding("UTF-8");
response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");

2. 资源管理

正确关闭资源：

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException {
    
    response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
    PrintWriter out = response.getWriter();
    
    try {
        // 处理响应内容
        out.println("<h1>Hello World</h1>");
    } finally {
        // 确保关闭输出流
        out.close();
    }
}

3. MVC模式

采用MVC（Model-View-Controller）模式组织代码：

src/main/java/com/ibz/网络编程/web/
├── controller/                 # 控制器（Servlet）
│   ├── HelloServlet.java
│   ├── UserServlet.java
│   └── UserListServlet.java
├── model/                      # 模型（业务逻辑和数据）
│   └── User.java
└── view/                       # 视图（JSP页面，通常在webapp目录中）
    ├── hello.jsp
    ├── user-form.html
    └── user-list.jsp

4. 安全性考虑

防止SQL注入：使用PreparedStatement
防止XSS攻击：对用户输入进行转义
CSRF保护：使用令牌验证
会话安全：设置安全的会话管理策略