Web应用的概念以及Java Web应用的发展路程

Posted 2021-09-05 刘Java

简单介绍了Web应用的概念以及Java Web应用的发展路程。

文章目录

• 1 动态Web 应用
• 2 早期的CGI
• 3 Java的Servlet
• 4 更进一步的JSP
• 5 兼容并取的MVC

1 动态Web 应用

Web 应用是指通过 Web 功能提供的应用程序。比如购物网站、网上银行、SNS、BBS、搜索引擎和 e-learning 等。互联网（Internet）或企业内网（Intranet）上遍布各式各样的 Web 应用。

原本应用 HTTP 协议的 Web 的机制就是对客户端发来的请求，返回事前准备好的内容。可随着 Web 越来越普及，仅靠这样的做法已不足以应对所有的需求，更需要引入由程序创建 html 内容的做法。

类似这种由程序根据请求动态的创建的响应内容称为动态内容，而事先准备好的内容称为静态内容。Web 应用则作用于动态内容之上，因此常被称为动态Web应用。

动态内容和静态内容：

Java的Web应用中的资源分为两种：

1. 静态资源，能够被浏览器直接进行解析，并相应给客户端浏览器。比如Html css js。
2. 动态资源，不能够被浏览器直接进行解析，会先将动态资源转换为静态资源，然后响应给客户端，比如JSP/Servlet。

2 早期的CGI

CGI（Common Gateway Interface，通用网关接口）是一种早期根据请求信息动态产生响应内容的技术。在 CGI 的作用下，程序会对请求内容做出相应的动作，比如创建 HTML 等动态内容。使用 CGI 的程序叫做 CGI 程序，通常是用 Perl、php、Ruby 和 C 等编程语言编写而成。

通过CGI，Web 服务器可以将根据请求不同启动不同的外部程序，并将请求内容转发给该程序，在程序执行结束后，将执行结果作为回应返回给客户端。也就是说，对于每个请求，都要产生一个新的进程进行处理。因为每个进程都会占有很多服务器的资源和时间，这就导致服务器无法同时处理很多的并发请求。另外CGI程序都是与操作系统平台相关的，虽然在互联网爆发的初期，CGI为开发互联网应用做出了很大的贡献，但是随着技术的发展，开始逐渐衰落。

CGI应用开发比较困难，因为它要求程序员有处理参数传递的知识，这不是一种通用的技能。而Servlet则帮助程序员封装好了请求和响应，所有的程序员只需要调用通用的API方法，使用起来更加简单

另外，之前提及的 CGI，由于每次接到请求，程序都要跟着启动一次，每一个CGI应用存在于一个由客户端请求激活的进程中，并且在请求被服务后被卸载。这种模式将引起很高的内存、CPU开销，而且在同一进程中不能服务多个客户，因此一旦访问量过大，Web 服务器要承担相当大的负载。后来随着Web应用复杂度的提升，并要求提供更高的并发处理能力，CGI逐渐不满足人们的需求！

3 Java的Servlet

Servlet是一种能在服务器上创建动态内容的程序。Servlet 是用 Java语言实现的一个接口，属于面向企业级 Java（JavaEE，JavaEnterprise Edition）的一部分规范，它定义了使用Java开发Web应用的规范。Servlet没有对应中文译名，全称是Java Servlet。名称取自 Servlet=Server+Applet，表示“（尤指Java 语言中在服务器上运行的）小型应用程序”。

Servlet 运行在与 Web 服务器相同的进程中，与Web服务器之间属于分工和互补关系。一个Servlet被客户端发送的第一个请求激活之后，该Servlet实例将常驻内存，等待以后的请求，并且每个请求将生成一个新的线程，而不是一个完整的进程，多个客户能够在同一个进程中同时得到服务，这种处理方式大幅度地降低了系统里的进程数量，提高了系统的并发处理能力。一般来说，Servlet进程只是在Web Server卸载时被卸载。

Servlet 的运行环境叫做 Web 容器或 Servlet 容器。Servlet相比于CGI，更加的轻量级、性能更好！

4 更进一步的JSP

在Servlet出现之后，随着使用范围的扩大，人们发现了它的一个很大的一个弊端。因为Servlet在Java代码中通过HttpServletResponse对象动态输出HTML内容，而为了能够输出HTML格式内容，需要编写大量重复代码，造成不必要的重复劳动。并且在Java源文件中通过字符串拼接的方式生成动态HTML内容会导致代码维护困难、可读性差。为了解决这个问题，基于Servlet技术产生了JavaServet Pages技术，也就是JSP。

JSP使用JSP标签在静态HTML网页中嵌入Java代码，Java代码被动态执行后生成HTML内容。标签通常以<%开头，以%>结束。JSP是一种Java servlet，主要用于实现Java web应用程序的用户界面部分。网页开发者们通过结合HTML代码、XHTML代码、XML元素以及嵌入JSP操作和命令来编写JSP。与纯 Servlet 相比，JSP可以很方便的编写或者修改HTML网页而不用去面对大量的println语句。

Servlet和JSP两者分工协作，Servlet侧重于解决运算和业务逻辑问题，JSP则侧重于解决展示问题。Servlet与JSP一起为Web应用开发带来了巨大的贡献，后来出现的众多Java Web应用开发框架都是基于这两种技术的。更确切的说，都是基于Servlet技术的，因为JSP文件在运行时也会被编译为一个Servlet类。

JSP虽然规避了Servlet在Java代码中生成HTML页面内容方面的劣势，但是它却走向了另一个极端，那就是在HTML页面中混入大量、复杂的业务逻辑（Java代码），同样也是不可取的，或者说，同样会导致代码维护困难、可读性差。

5 兼容并取的MVC

JSP和Servlet都有各自的优点和缺点，后出现的MVC设计模式可以在一定程度上综合它们的优点，避免它们的缺点。

MVC（Model-View-Controller）是一种软件（应用程序）设计架构。MVC模式认为，程序不论简单或复杂，从结构上看，都可以分成三层：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller），它们各自分工、相互合作！

1. V即View视图，是指用户看到并与之交互的界面。比如由html元素组成的网页界面，或者软件的客户端界面。视图层仅仅是展示数据，并且提供给用户的对应的操作界面。位于最上层。
2. C即Controller控制器，是指控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求，控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个model模型构件去处理请求，然后再确定用哪个视图来显示返回的数据。简单的说，Controller负责转发请求和响应，它将View和Model联系起来。Controller位于第二层。
3. M即Model模型，包括业务功能编写（例如算法实现）、数据库设计以及数据存取操作实现。在MVC的三个部件中，模型拥有最多的处理任务。Model位于最下层。

MVC模式在Java的JSP/Servlet开发的软件系统中，这三个部分的描述如下所示：

1. Web浏览器发送HTTP请求到服务端，被对应的Controller（Servlet）获取并进行处理（例如参数解析、请求转发）。
2. Controller(Servlet)调用核心业务逻辑——Model部分，获得结果。
3. Controller(Servlet)将逻辑处理结果交给对应的View（JSP），动态输出HTML内容。
4. 动态生成的HTML内容返回到浏览器显示。

实际上，MVC模式是一种经典的思想，它同样适用于很多其他语言开发的web应用！

MVC模式对于早期的Java Web应用开发来说，它规避了JSP与Servlet各自的短板，Servlet只负责业务逻辑而不会通过out.append()动态生成HTML代码；JSP中也不会充斥着大量的业务代码，仅仅是展示数据。这样，Servlet和JSP职责分明，大大提高了代码的可读性和可维护性。

当然，此时前后端开发还未完全分离，前端和后端的工作以及资源交互很严重，后来出现了前后端分离的开发模式，JSP也逐渐被淘汰了！