JavaWeb程序设计第3版

汇报人：AA2024-01-31ch12-JavaWeb程序设计第3版目录JavaWeb程序设计概述HTTP协议与Servlet基础JSP页面开发技术会话管理技术数据库访问技术MVC设计模式与Struts2框架目录Spring框架集成应用MyBatis持久层框架RESTful风格API设计原则安全性考虑与防范措施性能优化策略案例分析与实践项目01JavaWeb程序设计概述基于Web的应用程序，通过网络浏览器访问，提供动态、交互式的网络服务。Web应用程序定义通常包括Web服务器、应用程序服务器、数据库服务器和客户端浏览器等组件。Web应用程序组成跨平台、易于维护和升级、良好的用户体验等。Web应用程序特点Web应用程序基本概念Java是一种面向对象的编程语言，具有跨平台、安全性高等特点，广泛应用于Web开发领域。Java语言Servlet是JavaWeb开发的核心技术之一，用于处理客户端请求并生成动态Web内容。Servlet技术JSP（JavaServerPages）是一种基于Java的服务器端脚本技术，用于创建动态Web页面。JSP技术MVC（Model-View-Controller）是一种常用的软件设计模式，用于分离应用程序的数据、视图和控制逻辑。MVC设计模式JavaWeb开发技术栈开发环境与工具准备JDK安装与配置JDK（JavaDevelopmentKit）是Java开发工具包，包括Java编译器、运行时环境和类库等。集成开发环境（IDE）IDE是一种集成了代码编辑器、编译器、调试器等工具的开发环境，常用的JavaWeb开发IDE有Eclipse、IntelliJIDEA等。Web服务器选择常见的Web服务器有Tomcat、Jetty、GlassFish等，可根据需求选择合适的服务器。数据库准备根据应用程序需求选择合适的数据库，如MySQL、Oracle等，并进行相应的配置和连接。本书详细介绍了JavaWeb程序设计的基本概念、开发技术栈、开发环境与工具准备等方面的知识，并通过实例演示了JavaWeb开发的具体应用。内容结构通过学习本书，读者将掌握JavaWeb开发的基本知识和技能，能够独立完成简单的Web应用程序设计和开发工作，为进一步学习高级Web开发技术打下坚实的基础。同时，本书还注重培养读者的实践能力和创新思维，帮助读者提高解决实际问题的能力。学习目标本书内容结构和学习目标02HTTP协议与Servlet基础HTTP协议（HyperTextTransferProtocol）是用于传输超文本（如网页）的协议，在Web应用中广泛使用。HTTP协议基于请求/响应模型，客户端发送请求，服务器返回响应。HTTP协议是无状态的，意味着服务器不保持与客户端的连接状态，每个请求都是独立的。HTTP协议简介Servlet是JavaWeb应用的核心组件，用于处理客户端请求并生成动态内容。Servlet接口定义了Servlet的基本方法和生命周期方法。Servlet的生命周期包括加载和实例化、初始化、服务、销毁等阶段。Servlet容器（如Tomcat）负责管理Servlet的生命周期。01020304Servlet接口及其生命周期03ServletConfig和ServletContext对象在Servlet的整个生命周期中都是可用的。01ServletConfig对象用于获取Servlet的初始化参数和配置信息。02ServletContext对象表示整个Web应用的上下文，可用于获取Web应用的初始化参数、资源文件等。ServletConfig和ServletContext对象ABCD请求处理与响应请求信息包括请求行、请求头和请求体，可通过HttpServletRequest对象获取。Servlet通过实现doGet()或doPost()方法来处理客户端的请求。Servlet可以生成动态HTML、JSON、XML等格式的响应内容。响应输出通过HttpServletResponse对象实现，可以设置响应行、响应头和响应体。03JSP页面开发技术JSP页面结构了解JSP页面的基本组成，包括指令、声明、表达式、脚本元素等。注释掌握JSP页面中的注释方式，包括HTML注释和JSP注释。表达式语言（EL）学习使用EL表达式在JSP页面中访问数据。JSTL标签库了解JSTL标签库的基本用法，包括核心标签、格式化标签、XML标签等。JSP页面基本语法掌握JSP中的内置对象，如request、response、session、application等，以及它们的作用和用法。内置对象了解JSP中的四种作用域（page、request、session、application）以及它们之间的区别和联系。作用域学习如何在不同作用域之间共享数据。数据共享JSP内置对象和作用域掌握JSP中的三种指令（page、include、taglib）以及它们的用法和作用。指令了解JSP中的动作标签，如<jsp:forward>、<jsp:include>、<jsp:useBean>等，以及它们的用法和作用。动作标签学习如何自定义JSP标签，以满足特定的业务需求。自定义标签JSP指令和动作标签库了解如何配置和使用JSP错误页面来处理运行时异常。错误页面异常处理日志记录调试技巧掌握在JSP页面中处理异常的方法，包括使用try-catch块和声明式异常处理。学习如何在JSP页面中使用日志记录来记录应用程序的运行状态和错误信息。掌握一些常用的JSP调试技巧，如使用System.out.println()、在浏览器中查看源代码等。错误处理与异常处理机制04会话管理技术Cookie和Session概念辨析Session服务器端用于跟踪用户会话的对象，通过唯一的会话ID与客户端进行关联，可以存储用户会话期间的临时数据。Cookie存储在客户端浏览器上的小型文本文件，用于保存用户会话信息，如登录状态、用户偏好等。区别与联系Cookie和Session都可以用于会话管理，但存储位置和作用略有不同。Cookie存储在客户端，主要用于保存用户信息和跟踪用户行为；而Session存储在服务器端，主要用于跟踪用户会话和保存会话数据。Cookie会话跟踪通过在客户端浏览器中设置Cookie，将用户会话信息保存在Cookie中，每次请求时携带Cookie以实现会话跟踪。在服务器端创建Session对象，为每个用户分配唯一的会话ID，通过将会话ID发送给客户端并保存在Cookie或URL重写中，实现会话跟踪。将会话信息作为隐藏表单字段提交给服务器，以实现会话跟踪。但这种方式安全性较低，容易受到攻击。Cookie和Session是常用的会话跟踪方式，各有优缺点。Cookie会话跟踪实现简单，但安全性较低；Session会话跟踪安全性较高，但需要服务器资源支持。具体选择应根据应用场景和安全需求进行权衡。Session会话跟踪隐藏表单字段比较与选择会话跟踪实现方式比较安全性考虑及防范措施会话管理技术存在安全风险，如会话劫持、会话固定、跨站请求伪造等攻击方式。攻击者可以通过窃取或伪造会话信息来非法访问用户资源。安全性问题为了保障会话安全，可以采取以下防范措施：启用HTTPS协议加密传输会话信息；设置安全的Cookie属性，如HttpOnly、Secure等；定期更换会话ID，防止会话固定攻击；对用户输入进行验证和过滤，防止跨站请求伪造攻击等。同时，还需要加强服务器和应用程序的安全配置和管理，确保会话数据的安全性和完整性。防范措施05数据库访问技术原理01JDBC（JavaDatabaseConnectivity）是Java提供的一种用于执行SQL语句的API，它可以为多种关系数据库提供统一访问接口，使得Java程序能够连接并操作数据库。步骤02加载数据库驱动、建立数据库连接、创建执行SQL语句对象、执行SQL语句并处理结果集、关闭资源。加载数据库驱动03使用`Class.forName()`方法加载数据库驱动类。JDBC连接数据库原理及步骤使用`DriverManager.getConnection()`方法获取数据库连接对象。建立数据库连接使用`Connection`对象的`createStatement()`或`prepareStatement()`方法创建执行SQL语句的对象。创建执行SQL语句对象使用`Statement`或`PreparedStatement`对象的`executeQuery()`、`executeUpdate()`等方法执行SQL语句，并使用`ResultSet`对象处理查询结果。执行SQL语句并处理结果集依次关闭`ResultSet`、`Statement`或`PreparedStatement`、`Connection`对象。关闭资源JDBC连接数据库原理及步骤连接池概念连接池是创建和管理数据库连接的缓冲池技术，用于提高数据库访问性能和减少系统开销。连接池优点减少数据库连接创建和关闭次数、提高数据库访问速度、降低系统资源消耗。常见连接池实现C3P0、DBCP、HikariCP等。C3P0是一个开源的JDBC连接池，提供了强大的连接池管理和监控功能。DBCP是Apache提供的一个JDBC连接池，具有简单易用和轻量级的特点。HikariCP是一个高性能的JDBC连接池，具有快速、简单、可靠和低内存消耗等优点。连接池技术提高性能0102ORM概念ORM（Object-RelationalMapping）即对象关系映射，是一种将对象与数据库表进行映射的技术，使得开发者可以使用面向对象的方式操作数据库。ORM优点提高开发效率、降低开发难度、增强代码可维护性。常见ORM框架Hibernate、MyBatis等。Hibernate是一个全自动的ORM框架，提供了完整的对象关系映射和持久化服务，开发者只需关注业务逻辑即可。MyBatis是一个半自动的ORM框架，提供了灵活的SQL映射和事务管理功能，需要开发者手动编写SQL语句和映射文件。030405ORM框架简介06MVC设计模式与Struts2框架原理MVC是Model-View-Controller的缩写。Model代表数据模型，负责处理业务逻辑和数据存储；View代表视图层，负责数据的展示；Controller代表控制器，负责接收用户请求并调用Model和View。优势MVC将应用程序的输入、处理和输出分开，使得程序结构更加清晰、可维护性更高，同时降低了各模块之间的耦合度。MVC设计模式原理及优势负责处理用户请求，封装用户提交的数据，并调用业务逻辑处理方法。Action表示处理用户请求后的结果，可以指定返回的视图资源。Result负责将用户请求映射到相应的Action上。ActionMapper是Struts2框架的核心控制器，负责拦截用户请求并进行处理。FilterDispatcherStruts2框架核心组件介绍perties是Struts2框架的属性配置文件，用于配置框架的一些常用属性，如默认编码、上传文件大小限制等。web.xml是Web应用的配置文件，用于配置FilterDispatcher和监听器等。struts.xml是Struts2框架的核心配置文件，用于配置Action、Result、拦截器等。配置文件详解原理拦截器是Struts2框架中的一个重要特性，它可以拦截用户的请求并进行预处理或后处理。拦截器实现了Interceptor接口，并通过配置文件进行配置。应用场景拦截器可以用于实现权限验证、日志记录、性能监控等功能。例如，在用户请求处理前进行登录验证，或在用户请求处理后记录操作日志。拦截器原理及应用场景07Spring框架集成应用控制反转（IoC）将组件间的依赖关系交由Spring容器管理，降低代码耦合度。面向切面编程（AOP）通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护，如日志、事务等。容器化组件管理Spring提供统一的容器来管理应用中的各类组件，支持单例、原型等多种作用域。Spring框架核心思想030201SpringMVC简化Web层开发模型-视图-控制器（MVC）设计模式将Web应用划分为模型、视图和控制器三层，实现关注点分离。灵活的URL映射支持多种URL映射方式，便于实现RESTful风格的Web服务。丰富的视图技术支持集成多种视图技术，如JSP、Thymeleaf等，满足不同的展示需求。强大的数据绑定和验证机制简化表单数据的绑定和验证过程，提高开发效率。SpringBoot快速构建微服务独立运行的Spring项目丰富的插件系统自动化配置生产就绪功能内置Tomcat等Web容器，无需部署到外部容器即可运行。支持通过插件方式集成第三方库和功能，方便扩展应用功能。根据项目依赖自动配置Spring环境，减少手动配置工作。提供健康检查、指标监控等生产环境所需的功能。08MyBatis持久层框架MyBatis是一个优秀的持久层框架，它支持自定义SQL、存储过程以及高级映射使用MyBatis可以简化数据库操作，提高开发效率MyBatis简介及优势MyBatis免除了几乎所有的JDBC代码和参数的手动设置以及结果集的检索MyBatis通过配置文件和注解的方式，将接口和Java的POJOs(PlainOldJavaObjects,普通的Java对象)映射成数据库中的记录映射文件编写技巧01映射文件是MyBatis的核心，它定义了SQL语句以及结果集的映射规则02在编写映射文件时，需要注意命名空间、语句ID、参数类型、结果类型等关键元素03可以使用动态SQL语句，根据条件拼接SQL语句，提高SQL语句的灵活性04映射文件中还可以定义结果映射，将数据库中的记录映射为Java对象动态SQL语句编写方法MyBatis提供了丰富的动态SQL元素，如if、choose、when、otherwise、trim、where、set等使用这些元素可以根据参数值动态生成SQL语句，满足不同的查询条件在编写动态SQL语句时，需要注意SQL注入的问题，可以使用MyBatis提供的预编译SQL语句功能来防止SQL注入同时，也需要注意动态SQL语句的性能问题，避免生成过于复杂的SQL语句导致性能下降09RESTful风格API设计原则RESTful是一种软件架构风格，而不是标准通过HTTP协议进行通信，利用HTTP方法实现对资源的操作面向资源的设计，强调资源的可标识性和无状态性客户端和服务器之间，传递资源的某种表现层RESTful风格概述资源标识符URI设计规范资源的集合类URI以复数形式表示，单个资源的URI要明确指定其ID避免在URI中包含查询参数来过滤结果，应使用查询参数进行分页和排序URI中只使用名词，不使用动词，且名词应与数据库的表格名对应URI应具有层次性，以体现资源之间的关联关系从服务器取出资源（一项或多项）GET在服务器新建一个资源POST在服务器更新资源（客户端提供改变后的完整资源）PUTHTTP方法选择依据DELETE获取资源的元数据HEADOPTIONSPATCH01020403在服务器更新资源（客户端提供改变的属性）从服务器删除资源获取信息，关于资源的哪些属性是客户端可以改变的HTTP方法选择依据200OK客户端请求成功201Created成功请求并创建了新的资源202Accepted服务器已接受请求，但尚未处理响应状态码处理策略401Unauthorized请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用403Forbidden服务器收到请求，但是拒绝提供服务400BadRequest客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解响应状态码处理策略123请求资源不存在404NotFound服务器发生不可预期的错误500InternalServerError服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常。503ServiceUnavailable响应状态码处理策略10安全性考虑与防范措施授权机制基于用户身份，控制其对系统资源的访问权限，确保用户只能访问被授权的资源。会话管理使用会话跟踪技术（如Cookie、Session等）来管理用户会话，确保用户在整个会话期间保持身份验证状态。身份验证验证用户提供的凭据（如用户名和密码）是否有效，以确定用户身份。身份验证与授权机制防止跨站脚本攻击XSS通过配置CSP策略，限制网页中可执行的脚本来源，减少XSS攻击的风险。ContentSecurityPolicy（CS…对用户输入进行验证和过滤，防止恶意脚本的注入。输入验证对输出到浏览器的数据进行编码，以防止浏览器将恶意脚本解析为可执行代码。输出编码防止跨站请求伪造CSRF验证请求来源检查HTTP请求的来源，确保请求来自受信任的站点。使用令牌在用户提交表单或执行敏感操作时，要求提供令牌（Token），以验证请求的合法性。限制访问方法限制某些操作只能使用POST方法，避免使用GET方法执行敏感操作。数字证书使用数字证书对服务器进行身份验证，确保用户连接到的是合法的服务器。密钥交换HTTPS通过密钥交换算法，在客户端和服务器之间安全地交换密钥，用于后续的加密通信。加密套件HTTPS使用加密套件对数据进行加密和解密，保证数据传输的安全性。SSL/TLS协议HTTPS基于SSL/TLS协议进行加密传输，确保数据在传输过程中的