【Servlet：Java服务器端小应用 第一天】
1.1 HTTP协议特点1 HTTP协议
l 支持客户端/服务器模式
l 简单快速
l 灵活(传输的数据类型多样)
l 短连接
短链接是指每次请求响应完成后，连接会自动断开。从http1.1开始，我们使用的是长连接，长连接是每次请求响应完成后，连接会保持一小段的存活时间，供之后的请求使用。长连接要比短连接的效率高！
l 单向性
服务端永远是被动的等待客户端（浏览器）的请求。
l 无状态
无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大，用户体验度也不好。为了解决HTTP协议无状态，于是，两种用于保持HTTP连接状态的技术就应运而生了，一个是Cookie，而另一个则是Session。
1.2 HTTP协议版本发展
目前我们用的还是HTTP1.1版本的！！！
1.3 HTTP协议中的URL、URI
URL
URL(Uniform Resource Location统一资源定位符)，可以帮助我们唯一定位互联网上的某一个资源，相当于是互联网资源的身份证号。URL由五个元素组成：
l 传送协议
l 域名或者IP地址
l 端口号（以数字方式表示，若为HTTP的默认值“:80”可省略）
l 请求资源路径
l 传递数据（在URL中传递数据是以key=value的结构进行数据绑定，以“?”字符为起点，每个参数以“&”隔开通常以UTF8的URL编码，避开字符冲突的问题）
l 举例：http://127.0.0.1:8080/demo1/HelloServlet?name=李虎鹏&birthday=1992-05-09
n http:// 是协议
n 127.0.0.1是ip地址，也可以是域名
n 8080 是端口号
n /demo1/HelloServlet 是请求资源路径，也就是URI
n name=李虎鹏&birthday=1992-05-09 是请求传递的参数
URI
URI：（Uniform Resource Identifier），统一资源标识符，是一个用于标识某一互联网资源名称的字符串。
URI是一个特别抽象的概念，URI包含了URL
在Java中，当获取请求URI时，常是/demo1/HelloServlet
1.4 HTTP协议的请求（掌握）
http协议就是用来规范请求与响应的数据格式的。
Request 消息分为3部分：
第一部分叫Request line 请求行
第二部分叫Request header 请求头
第三部分是Request body 请求体
Request header和Request body之间有个空行。
客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：
以上述演示案例为例来查看请求信息。
http://localhost:8080/demo1/HelloServlet?name=李虎鹏&birthday=1992-05-09
1.4.1 请求行
请求行中含有：请求的方式、URI、协议/版本
1.4.2 请求头
请求头用于说明是谁或什么在发送请求、请求源于何处，或者客户端的喜好及能力。服务器可以根据请求头部给出的客户端信息，试着为客户端提供更好的响应。
请求头中信息的格式为key:value。
Host
客户端指定自己想访问的WEB服务器的域名/IP 地址和端口号。
Connection
连接方式。如果值是close则表示基于短连接方式，如果该值是keep-alive，网络连接就是持久的，在一定时间范围内不会关闭，使得对同一个服务器的请求可继续在该连接上完成。
Upgrade-Insecure-Requests
服务端是否支持https加密协议。
Cache-Control
指定请求和响应遵循的缓存机制。
User-Agent
浏览器表明自己的身份（是哪种浏览器）。例如Chrome浏览器：Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/81.0.4044.129 Safari/537.36。
Accept
告诉WEB服务器自己接受什么介质类型，*/* 表示任何类型，type/* 表示该类型下的所有子类型。
Accept-Encoding
浏览器申明自己接收的编码方法，通常指定压缩方法，是否支持压缩，支持什么压缩方法（gzip，deflate）。
Accept-Language
浏览器申明自己接收的语言。语言跟字符集的区别：中文是语言，中文有多种字符集，比如big5，gb2312，gbk等。
Accept-Charset
浏览器告诉服务器自己能接收的字符集。
Referer
浏览器向WEB 服务器表明自己是从哪个网页URL获得点击当前请求中的网址/URL。
Refresh
表示浏览器应该在多少时间之后刷新文档，以秒计时。
Cookie
可向服务端传递数据一种模型。
1.4.3 请求体
客户端传递给服务器的数据。比如：表单使用post方式提交的数据、上传文件数据等。
1.4.4 请求方式
GET
向指定的资源发出“显示”请求。
GET请求中会将请求中传递的数据包含在URL中并在浏览器的地址栏中显示。
GET请求传递数据时要求数据必须是ASCII字符。
GET请求可以被浏览器缓存。
POST
向指定资源提交数据，请求服务器进行处理（例如提交表单或者上传文件）。
数据被包含在请求体中。
POST请求传递数据时，数据可以是ASCII字符也可以是字节型数据，默认为字符型。
POST请求默认情况下不会被浏览器所缓存。
HEAD
向服务器索要与GET请求相一致的响应，只不过响应体将不会被返回。这一方法可以在不必传输整个响应内容的情况下，就可以获取包含在响应消息头度中的元信息。
PUT
向指定资源位置上传其最新内容。
DELETE
请求服务器删除Request-URI所标识的资源。
TRACE
回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
OPTIONS
这个方法可使服务器传回该资源所支持的所有HTTP请求方法。用'*'来代替资源名称，向Web服务器发送OPTIONS请求，可以测试服务器功能是否正常运作。
CONNECT
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。通常用于SSL加密服务器的链接（经由非加密的HTTP代理服务器）。
1.4.5 GET和POST的区别(重要,面试常问)
l GET请求会被浏览器主动cache，而POST不会，除非手动设置。
l GET请求只能进行url编码，而POST支持多种编码方式。
l GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里，而POST中的参数不会被保留。
l GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的，而POST则没有。对参数的数据类型GET只接受ASCII字符，而POST既可是字符也可是字节。
l GET相比POST来说不安全，因为参数直接暴露在URL上，所以不能用来传递敏感信息。
l GET参数通过URL传递，POST放在Request body中。
1.5 HTTP协议的响应(掌握)
Response消息也由三部分组成：
第一部分叫Response line
第二部分叫Response header
第三部分叫Response body。
1.5.1 响应行
和请求消息相比，响应消息多了一个“响应状态码”，它以“清晰明确”的语言告诉客户端本次请求的处理结果。
HTTP状态码分类
共分为5种类型
见状态码及含义
200 - 请求成功，已经正常处理完毕
301 - 请求永久重定向，转移到其它URL
302 - 请求临时重定向
304 - 请求被重定向到客户端本地缓存
400 - 客户端请求存在语法错误（客户端传递的数据类型不是后端想要的类型）
401 - 客户端请求没有经过授权
403 - 客户端的请求被服务器拒绝，一般为客户端没有访问权限
404 - 资源未找到，客户端请求的URL在服务端不存在
405 – 请求方式不支持
500 - 服务端出现异常
1.5.2 响应头
响应头用于告知浏览器当前响应中的详细信息，浏览器通过获取响应头中的信息可以知道应该如何处理响应结果。响应头中信息的格式为key:value。
Date
响应的Date使用的是GMT时间格式，表示响应消息送达时间。
Content-Encoding
文档的编码(Encode)方式。用gzip压缩文档能够显著地减少HTML文档的响应时间。
Content-Length
表示内容长度。只有当浏览器使用持久HTTP连接时才需要这个数据。
Content-Type
表示响应的文档属于什么MIME类型。
MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)多用途互联网邮件扩展类型。是设定某种扩展名的文件用一种应用程序来打开的方式类型，当该扩展名文件被访问的时候，浏览器会自动使用指定应用程序来打开。多用于指定一些客户端自定义的文件名，以及一些媒体文件打开方式。
MIME作用:HTTP协议所产生的响应中正文部分可以是任意格式的数据，那么如何保证接收方能看得懂发送方发送的正文数据呢？HTTP协议采用MIME协议来规范正文的数据格式。
在服务端我们可以设置响应头中Content-Type的值来指定响应类型。
MIME类型对应列表
Type | Meaning |
application/postscript | PostScript file |
application/vnd.lotus-notes | Lotus Notes file |
application/vnd.ms-excel | Excel spreadsheet |
application/vnd.ms-powerpoint | PowerPoint presentation |
application/x-gzip | Gzip archive |
application/x-java-archive | JAR file |
application/x-java-serialized-object | Serialized Java object |
application/x-java-vm | Java bytecode (.class) file |
application/zip | Zip archive |
audio/basic | Sound file in .au or .snd format |
audio/midi | MIDI sound file |
audio/x-aiff | AIFF sound file |
audio/x-wav | Microsoft Windows sound file |
image/gif | GIF image |
image/jpeg | JPEG image |
image/png | PNG image |
image/tiff | TIFF image |
image/x-xbitmap | X Windows bitmap image |
text/css | HTML cascading style sheet |
text/html | HTML document |
text/plain | Plain text |
text/xml | XML |
video/mpeg | MPEG video clip |
video/quicktime | QuickTime video clip |
application/msword | Microsoft Word document |
application/octet-stream | Unrecognized or binary data |
application/pdf | Acrobat (.pdf) file |
1.5.3 响应体
响应体就是响应的消息体，如果是纯数据就是返回纯数据，如果请求的是HTML页面，那么返回的就是HTML代码，如果是JS就是JS代码，如此之类。
1.6 本节作业
- HTTP协议的作用？
- HTTP协议的请求有哪些组成部分?
- HTTP协议的响应有哪些组成部分?
- 对比GET请求和POST请求?
- 通过演示案例，自己在浏览器上实际操作看看请求与响应的信息
2 服务器介绍及Tomcat的使用
2.1 Tomcat的初步使用(掌握)
2.1.1 Tomcat下载与安装
下载地址：http://tomcat.apache.org/
Tomcat是一款绿色软件，我们下载压缩包，解压即可使用！
2.1.2 Tomcat目录结构与介绍
- bin： 用来存放Tomcat服务器的可执行程序，主要有两大类，一类是以.sh结尾的（linux命令），另一类是以.bat结尾的（windows命令）。
- conf： 用来存放Tomcat服务器的配置文件
- lib： 用来存放Tomcat服务器的jar包
- logs： 用来存放Tomcat服务器运行时输出的日志信息
- temp： 用来存放Tomcat服务器运行时产生的临时数据
- webapps：用来存放Tomcat服务器部署的工程
- work： 是Tomcat工作时的目录，用来存放Tomcat运行时jsp翻译为Servlet的源码和编译后的文件
2.1.3 Tomcat启动与关闭
Tomcat的启动与关闭需要执行bin目录中的命令脚本。
注意: 如果启动时闪退，是因为JDK的环境变量配置不规范，需要重新配置。
Tomcat启动
运行startup.bat文件。
Tomcat关闭
运行shutdown.bat文件或者直接关闭掉启动窗口。
访问Tomcat
访问Tomcat的URL格式：http://ip:port
访问本机Tomcat的URL格式：http://localhost:8080
2.2 Tomcat的常见配置(掌握)
2.2.1 Tomcat配置文件介绍
Tomcat 的配置文件由4个xml组成，分别是 context.xml、web.xml、server.xml、tomcat-users.xml。每个文件都有自己的功能与配置方法。
context.xml
context.xml 是 Tomcat 公用的环境配置。 Tomcat 服务器会定时去扫描这个文件。一旦发现文件被修改（时间戳改变了），就会自动重新加载这个文件，而不需要重启服务器 。
web.xml
Web应用程序描述文件，都是关于是Web应用程序的配置文件。所有Web应用的 web.xml 文件的父文件。
server.xml
是 tomcat 服务器的核心配置文件，server.xml的每一个元素都对应了 tomcat中的一个组件，通过对xml中元素的配置，实现对 tomcat中的各个组件和端口的配置。
tomcat-users.xml
配置访问Tomcat的用户以及角色的配置文件。
2.2.2 解决控制台乱码
控制台产生乱码的原因是在Tomcat在输出日志中使用的是UTF-8编码，而我们中文的Windows操作系统使用的是GBK编码。由于编码格式不统一，所以出现了乱码。
解决方式：修改conf目录中的logging.properties文件重新指定的编码方式。如果还是不行,那么 就删除该行即可:
java.util.logging.ConsoleHandler.encoding = GBK |
2.2.3 修改Tomcat监听端口
Tomcat默认监听端口为8080。可通过修改server.xml文件来改变Tomcat监听端口。
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" /> |
2.2.4 配置Tomcat并发数
Tomcat的最大并发数是可以配置的，实际运用中，最大并发数与硬件性能和CPU数量都有很大关系的。更好的硬件，更多的处理器都会使Tomcat支持更多的并发。
这个并发能力还与应用的逻辑密切相关，如果逻辑很复杂需要大量的计算，那并发能力势必会下降。如果每个请求都含有很多的数据库操作，那么对于数据库的性能也是非常高的。
对于单台数据库服务器来说，允许客户端的连接数量是有限制的。并发能力问题涉及整个系统架构和业务逻辑、系统环境不同、Tomcat版本不同、JDK版本不同、以及修改的设定参数不同。并发量的差异还是满大的。并发数设置参数有如下几个:
最大并发数: maxThreads="1000"
初始化时创建的线程数: minSpareThreads="100"
一旦创建的线程超过这个值，Tomcat就会关闭不再需要的socket线程:maxSpareThreads="500"
指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以放到处理队列中的请求数，超过这个数的请求将不予处理: acceptCount="700"
配置实例：
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" minSpareThreads="100" maxSpareThreads="500" maxThreads="1000" acceptCount="700" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" /> |
2.3 Tomcat版本说明
Tomcat版本 | JDK版本 | Servlet版本 | JSP版本 | EL版本 |
9.0.x | 8 and later | 4.0 | 2.3 | 3.0 |
8.5.x | 7 and later | 3.1 | 2.3 | 3.0 |
8.0.x | 7 and later | 3.1 | 2.3 | 3.0 |
7.0.x | 6 and later | 3.0 | 2.2 | 2.2 |
6.0.x | 5 and later | 2.5 | 2.1 | 2.1 |
2.4 Tomcat工作原理
Tomcat作用
Tomcat是一个能够处理请求并产生响应的应用程序。Tomcat实现了JavaEE平台下的一些技术规范，所以我们可以在Tomcat中运行我们所编写的Servlet、JSP。
Tomcat运行原理
2.5 Tomcat架构
2.5.1 Tomcat架构图
2.5.2 Tomcat组件
Server组件
启动一个server实例（即一个JVM），它监听在8005端口以接收shutdown命令。
Server的定义不能使用同一个端口，这意味着如果在同一个物理机上启动了多个Server实例，必须配置它们使用不同的端口。
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN"> |
port: 接收shutdown指令的端口，默认为8005；
shutdown：发往此Server用于实现关闭tomcat实例的命令字符串，默认为SHUTDOWN；
Service组件
Service主要用于关联一个引擎和与此引擎相关的连接器，每个连接器通过一个特定的端口和协议接收请求并将其转发至关联的引擎进行处理。因此，Service要包含一个引擎、一个或多个连接器。
<Service name="Catalina"> |
name：此服务的名称，默认为Catalina；
Connector组件
支持处理不同请求的组件，一个引擎可以有一个或多个连接器，以适应多种请求方式。默认只开启了处理Http协议的连接器。如果需要使用其他协议，需要在Tomcat中配置该协议的连接器。
在Tomcat中连接器类型通常有4种：
1) HTTP连接器
2) SSL连接器
3) AJP 1.3连接器
4) proxy连接器
<Connector port="8888" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" /> |
port：监听的端口
protocol：连接器使用的协议，默认为HTTP/1.1;
connectionTimeout：等待客户端发送请求的超时时间，单位为毫秒;
redirectPort：如果某连接器支持的协议是HTTP，当接收客户端发来的HTTPS请求时，则转发至此属性定义的端口;
maxThreads：支持的最大并发连接数，默认为200个;
Engine组件
Engine是Servlet处理器的一个实例，即servlet引擎，定义在server.xml中的Service标记中。Engine需要defaultHost属性来为其定义一个接收所有发往非明确定义虚拟主机的请求的host组件。
<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost"> |
name：Engine组件的名称;
defaultHost：Tomcat支持基于FQDN(Fully Qualified Domain Name 全限定域名)的虚拟主机，这些虚拟主机可以通过在Engine容器中定义多个不同的Host组件来实现；但如果此引擎的连接器收到一个发往非非明确定义虚拟主机的请求时则需要将此请求发往一个默认的虚拟主机进行处理，因此，在Engine中定义的多个虚拟主机的主机名称中至少要有一个跟defaultHost定义的主机名称同名；
Host组件
位于Engine容器中用于接收请求并进行相应处理的虚拟主机。通过该容器可以运行Servlet或者JSP来处理请求。
<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true"> |
name：虚拟主机的名称，Tomcat通过在请求URL中的域名与name中的值匹配，用于查找能够处理该请求的虚拟主机。如果未找到则交给在Engine中defaultHost指定的主机处理；
appBase：此Host的webapps目录，即指定存放web应用程序的目录的路径；
autoDeploy：在Tomcat处于运行状态时放置于appBase目录中的应用程序文件是否自动进行deploy；默认为true；
unpackWARs：在启用此webapps时是否对WAR格式的归档文件先进行展开；默认为true；
Context组件
Context是Host的子标签，代表指定一个Web应用，它运行在某个指定的虚拟主机（Host）上；每个Web应用都是一个WAR文件，或文件的目录；
<Context path="/test" docBase="D:\bjsxt\itbaizhan.war" /> |
path：context path既浏览器访问项目的访问路径。
docBase：相应的Web应用程序的存放位置；也可以使用相对路径，起始路径为此Context所属Host中appBase定义的路径；
2.5.3 Tomcat处理请求过程(掌握)
1、用户访问localhost:8080/test/index.jsp，请求被发送到Tomcat，被监听8080端口并处理 HTTP/1.1 协议的Connector获得。
2、Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理，并等待Engine的回应。
3、Engine获得请求localhost/test/index.jsp，匹配所有的虚拟主机Host。
4、Engine匹配到名为localhost的Host虚拟主机来处理/test/index.jsp请求（即使匹配不到会请求交给默认Host处理），Host会根据/test匹配它所拥有的所有的Context。
或者，如果在host下没有配置Context，则去Host属性appBase对应的目录(默认为webApps)中查找资源,查找名字为test的子目录，并在test子目录下查找index.jsp文件
5、匹配到的Context获得请求/index.jsp。
6、构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet（）或doPost（）.执行业务逻辑、数据存储等程序。
7、Context把执行完之后的结果通过HttpServletResponse对象返回给Host。
8、Host把HttpServletResponse返回给Engine。
9、Engine把HttpServletResponse对象返回Connector。
10、Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser。