Java Web应用开发

本书是“大数据应用开发（Java）”1+X职业技能等级证书配套教材，同时也是蓝桥学院“Java全栈工程师”培养项目配套教材。全书共13章，以动态网页基础（JSP）、JSP基础语法、Servlet与MVC设计模式、三层架构为基础，以分页与上传下载、连接池与DbUtils类库、EL和JSTL、自定义标签、AJAX、过滤器与监听器为进阶，以调试、集群服务器和Java Web工程化项目指导为实战，系统介绍Java Web的基础编程与核心设计，重点突出Java Web开发的实战应用技能。本书直接服务于“大数据应用开发（Java）”1+X职业技能等级证书工作，可作为职业院校、应用型本科院校计算机应用技术、软件技术、软件工程、网络工程和大数据应用技术等计算机相关专业的教材，也可供从事计算机相关工作的技术人员参考。

序
国务院2019年1月印发的《国家职业教育改革实施方案》明确提出，从2019年开始，在职业院校、应用型本科高校启动“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点（即“1+X”证书制度试点）工作。职业技能等级证书，是职业技能水平的凭证，反映职业活动和个人职业生涯发展所需要的综合能力。
“1+X”证书制度的实施，有赖于教育行政主管部门、行业企业、培训评价组织和职业院校等多方力量的整合。培训评价组织是其中不可忽视的重要参与者，是职业技能等级证书及标准建设的主体，对证书质量、声誉负总责，主要职责包括标准开发、教材和学习资源开发、考核站点建设、考核颁证等，并协助试点院校实施证书培训。
截至2020年9月，教育部分三批共遴选了73家培训评价组织，国信蓝桥教育科技（北京）股份有限公司（下称“国信蓝桥”）便是其中一家。国信蓝桥在信息技术领域和人才培养领域具有丰富的经验，其运营的“蓝桥杯”大赛已成为国内领先、国际知名的IT赛事，其蓝桥学院已为IT行业输送了数以万计的优秀工程师，其在线学习平台深受院校师生和IT人士的喜爱。
国信蓝桥在广泛调研企事业用人单位需求的基础上，在教育部相关部门指导下制定了“1+X”《大数据应用开发（Java）职业技能等级标准》。该标准面向信息技术领域、大数据公司、互联网公司、软件开发公司、软件运维公司、软件营销公司等IT类公司、企事业单位的信息管理与服务部门，面向大数据应用系统开发、大数据应用平台建设、大数据应用程序性能优化、海量数据管理、大数据应用产品测试、技术支持与服务等岗位，规定了工作领域、工作任务及职业技能要求。
本丛书直接服务于职业技能等级标准下的技能培养和证书考取需要，包括7本教材：
?《Java程序设计基础教程》
?《Java程序设计高级教程》
?《软件测试技术》
?《数据库技术应用》
?《Java Web应用开发》
?《Java开源框架企业级应用》
?《大数据技术应用》
目前，开展“1+X”试点、推进书证融通已成为院校特别是“双高”院校人才培养模式改革的重点。所谓书证融通，就是将“X”证书的要求融入学历证书这个“1”里面去，换言之，在人才培养方案的设计和实施中应包含对接“X”证书的课程。因此，选取本丛书的全部或部分作为专业课程教材，将有助于夯实学生基础，无缝对接“X”证书的考取和职业技能的提升。
为使教学活动更有效率，在线上、线下深度融合教学理念指引下，丛书编委会为本丛书配备了丰富的线上学习资源。资源访问地址为https://www.lanqiao.cn/oneplusx/。
最后，感谢教育部、行业企业及院校的大力支持！感谢丛书编委会全体同人的辛苦付出！感谢为本丛书出版付出努力的所有人！

郑  未   
2020年12月


前    言
Web后台技术是企业的核心竞争力之一，也是编程语言的重要挑战领域。经过多年的实践发现，Java是一款优秀的Web后台技术开发语言，使用Java Web系列技术搭建的企业级Web后台服务凭借其优秀的性能而广受好评。本书通过简洁的文字和丰富的案例，围绕JSP和Servlet这两个Java Web核心技术展开讲解。
本书的内容虽然侧重于基础，但至关重要。
第一，承上启下。Java Web技术是Java基础技术的扩展，同时又是后续企业级框架技术的前置基础。因此，学好Java Web技术对于学习整个Java技术体系起到至关重要的支撑作用。
第二，重点突出。Java Web技术体系比较庞大，有几十种不同的应用技术，但其核心基础就是JSP和Servlet这两个底层模块。本书用了较多的篇幅详尽地阐述JSP和Servlet的底层原理及经典案例，期望帮助读者打下扎实的基础。
第三，扩展合理。编者根据企业调研以及对已毕业学生的调查反馈，精心筛选了企业流行的、初学者能够掌握的Java Web扩展技术，希望帮助读者用最短的时间学习最实用的技术。编者认为，如果读者能够掌握本书介绍的JSP及Servlet等基础技能，并对书中的扩展知识有较深的理解，那么后续在学习各类Web框架时也一定能做到事半功倍。
本书共13章：第1章和第2章介绍动态网页的基础知识和JSP的基本语法；第3章先讲解Servlet的语法及应用，然后以Servlet作为控制器介绍MVC设计模式在Java Web中的应用；第4章介绍的三层架构更是本书的重中之重，目前三层架构几乎广泛地应用在了各个Java Web项目中，是Web项目的基本架构；第5章介绍分页与上传、下载，第6章介绍连接池与DbUtils类库，这些都可以作为Java Web系列技术中的工具库，提高开发者的开发效率，后续学习的框架技术也经常使用这些工具库作为底层类库；第7章和第8章介绍Java Web内置的EL、JSTL等标签的使用，以及开发者如何自定义标签；第9章讲解的AJAX可以通过前台与后台之间进行少量的数据交换，实现网页数据的异步更新；第10章介绍过滤器与监听器，二者也是Java Web技术提供的重要机制；第11章介绍如何使用Eclipse和Chrome等工具对已经编写好的源代码进行调试；第12章讲解的集群服务器可以将单节点服务扩展为多节点的集群，为已有项目提供失败迁移和负载均衡等支持；第13章是本书的最后一章，从工程化项目的角度向读者展示如何使用Java Web技术开发一个企业级的Web项目。
本书在易用性上做了充分考虑，从Java Web零基础开始讲解，并结合企业应用对知识点进行取舍，对经典案例进行改造升级，尽可能降低初学者的学习门槛。本书章节设计合理，在每章开头都设计了本章简介，各节内容为理论和实践的结合，在知识点介绍后紧跟实践操作，每章的末尾都对重要内容进行了回顾，并通过练习帮助读者巩固相关知识。
本书配套资源丰富，在蓝桥在线学习平台（www.lanqiao.cn/oneplusx/）上汇集了微课及实验等多种学习资源。
本书由颜群和刘利两位老师合作编写，其中，颜群老师编写第1章～第10章，刘利老师编写第11章～第13章以及全书习题解析。
颜群老师是阿里云云栖社区等知名互联网机构的特邀技术专家、认证专家，曾出版多本专著，拥有多年的软件开发及一线授课经验，在互联网上发布的精品视频课程获得广泛好评。刘利老师曾在北京青牛科技有限公司等知名企业工作，曾荣获“四川省青年岗位能手”称号，具有丰富的软件开发经验和一线授课经验。上述两位老师分别来自国信蓝桥教育科技（北京）股份有限公司和泸州职业技术学院，因此，本书是校企合作、多方参与的成果。
感谢丛书编委会各位专家、学者的帮助和指导；感谢配合技术调研的企业及已毕业的学生；感谢蓝桥学院郑未院长逐字逐句的审核和批注以及在写作方面给予的指导；感谢蓝桥学院各位同事的大力支持和帮助。另外，本书参考和借鉴了一些专著、教材、论文、报告和网络上的成果、素材、结论或图文，在此向原创作者一并表示衷心的感谢。
期望本书的出版能够为软件开发相关专业的学生、程序员和广大编程爱好者快速入门带来帮助，也期望越来越多的人才加入软件开发行业中来，为我国信息技术发展做出贡献。
由于时间仓促，加之编者水平有限，疏漏和不足之处在所难免，恳请广大读者和社会各界朋友批评指正！
编者联系邮箱：[email protected]

编  者　　

目    录
第1章  动态网页基础（JSP）	1
1.1  动态网页	1
1.2  C/S与B/S	2
1.3  开发第一个Web项目	3
1.3.1  使用Tomcat开发Web项目	3
1.3.2  JSP执行流程	12
1.3.3  使用Eclipse开发Web项目	14
1.3.4  在Linux中安装并配置Tomcat	21
1.4  HTTP协议	21
1.4.1  通信协议	21
1.4.2  HTTP请求消息	22
1.4.3  HTTP响应消息	23
1.4.4  HTTP头字段	24
1.5  本章小结	25
1.6  本章练习	26
第2章  JSP基础语法	28
2.1  JSP页面元素	29
2.1.1  脚本（Scriptlet）	29
2.1.2  指令	30
2.1.3  注释	31
2.2  内置对象	33
2.2.1  常用内置对象及Cookie	34
2.2.2  4种范围对象的作用域	55
2.3  JSP访问数据库	62
2.4  JavaBean	64
2.4.1  使用JavaBean封装数据	64
2.4.2  使用JavaBean封装业务	66
2.4.3  动作元素	67
2.5  模板引擎概述	70
2.6  本章小结	71
2.7  本章练习	72
 
第3章  Servlet与MVC设计模式	76
3.1  MVC设计模式简介	76
3.2  Servlet	77
3.2.1  开发第一个Servlet程序	77
3.2.2  使用Eclipse快速开发Servlet程序	80
3.2.3  Servlet 3.x简介	82
3.2.4  Servlet生命周期	84
3.2.5  JSP生命周期	87
3.2.6  Servlet API	88
3.3  MVC设计模式案例	94
3.4  本章小结	99
3.5  本章练习	99
第4章  三层架构	101
4.1  三层架构概述	101
4.2  三层间的关系	103
4.3  优化三层架构	119
4.4  本章小结	129
4.5  本章练习	130
第5章  分页与上传、下载	132
5.1  分页显示	132
5.1.1  分页概述	132
5.1.2  分页案例	133
5.2  文件上传	142
5.2.1  使用Commons-FileUpload实现文件上传	142
5.2.2  使用Commons-FileUpload控制文件上传	147
5.3  文件下载	149
5.4  本章小结	153
5.5  本章练习	154
第6章  连接池和DbUtils类库	156
6.1  数据库连接池	156
6.1.1  JNDI	156
6.1.2  连接池与数据源	157
6.2  commons-dbutils工具类库	167
6.2.1  DbUtils类	168
6.2.2  QueryRunner类	168
6.2.3  ResultSetHandler接口及其实现类	169
6.2.4  增、删、改操作	179
6.2.5  手动处理事务	181
6.3  本章小结	188
6.4  本章练习	188
第7章  EL和JSTL	190
7.1  EL表达式	190
7.1.1  EL表达式语法	190
7.1.2  EL表达式操作符	193
7.1.3  EL表达式的隐式对象	196
7.2  JSTL标签及核心标签库	198
7.2.1  JSTL使用前准备	198
7.2.2  JSTL核心标签库	198
7.3  本章小结	208
7.4  课后练习	209
第8章  自定义标签	210
8.1  自定义标签简介	210
8.2  传统标签	213
8.2.1  Tag接口	213
8.2.2  IterationTag接口	214
8.2.3  BodyTag接口	216
8.3  简单标签	220
8.3.1  SimpleTag接口	220
8.3.2  JspFragment类	221
8.3.3  SimpleTagSupport类	222
8.3.4  标签体内容的执行条件	224
8.4  本章小结	226
8.5  课后练习	227
第9章  AJAX	229
9.1  AJAX简介	229
9.2  使用JavaScript实现AJAX	230
9.2.1  XMLHttpRequest对象的常用方法	230
9.2.2  XMLHttpRequest对象的常用属性	230
9.2.3  使用AJAX实现异步请求	231
9.3  使用jQuery实现AJAX	235
9.3.1  $.ajax()方法	235
9.3.2  $.get()方法	236
9.3.3  $.post()方法	237
9.3.4  $(selector).load ()方法	237
9.4  JSON	239
9.4.1  JSON简介	239
9.4.2  AJAX使用JSON传递数据	240
9.5  AJAX应用—验证码校验	243
9.6  本章小结	247
9.7  本章练习	248
第10章  过滤器与监听器	250
10.1  过滤器	250
10.1.1  过滤器原理	250
10.1.2  开发第一个Filter程序	251
10.1.3  Filter映射	255
10.1.4  Filter链	256
10.1.5  使用Filter解决乱码问题	258
10.2  监听器	259
10.2.1  监听域对象的创建与销毁	259
10.2.2  监听域对象中属性的变更	264
10.2.3  监听HttpSession中对象的四个阶段	267
10.3  本章小结	274
10.4  本章练习	275
第11章  调试	276
11.1  使用Eclipse调试	276
11.1.1  使用Eclipse调试Java程序	276
11.1.2  使用Eclipse调试本地Java Web后台程序	282
11.1.3  使用Eclipse远程调试Java Web程序	283
11.2  使用Chrome调试前台程序	287
11.3  本章小结	294
11.4  本章练习	295
第12章  集群服务器	296
12.1  集群简介	296
12.1.1  集群的概念和特点	296
12.1.2  正向代理和反向代理	299
12.2  Nginx	300
12.2.1  使用Nginx+Tomcat实现动静分离	300
12.2.2  使用Nginx+Tomcat搭建集群服务器	304
12.3  本章小结	308
12.4  本章练习	308
第13章  Java Web工程化项目指导	310
13.1  项目设计指导	310
13.2  解决方案	310
13.3  工程化问题	320
13.2.1  Maven	320
13.2.2  Docker	325
13.2.3  Git/GitHub	326
13.4  本章小结	329
13.5  本章练习	330
附录A  部分练习参考答案及解析	332
参考文献	342