理解Web应用程序的代码结构和运行原理（3）

1、理解Web应用程序的运行原理和机制

       Web应用程序是基于浏览器/服务器模式（也称B/S架构）的应用程序，它开发完成后，需要部署到Web服务器上才能正常运行，与用户交互的客户端是网页浏览器。

浏览器负责显示来自服务器的数据和接受用户的输入数据，也称为“与用户交互”；服务器负责处理浏览器的访问请求，并把处理结果（数据或消息）组织成浏览器可以识别的格式文本返回。

Web应用程序的主要特点如下：

    1）浏览器主动请求服务器资源。在Web应用程序中，一般是浏览器首先向服务器发起访问某个网页或某些数据的请求。

    2）服务器被动响应浏览器请求。服务器收到浏览器的访问请求后，根据请求的事项执行相应的业务逻辑代码，一般还要连接数据库提取或处理数据，并把提取的数据或处理结果，组织成HTML或JSON格式或普通文本，返回给浏览器。这个过程称为响应和处理请求。

    3）使用TCP/IP和HTTP协议通信。Web应用程序的服务器与浏览器之间，约定使用TCP/IP和HTTP协议交换数据。其中：TCP/IP是传输控制协议，HTTP是文本数据格式协议。

    4）Web应用程序的安装部署简便。Web服务器和浏览器是一对多的关系，即一个服务器可以同时满足多个浏览器的访问请求。由于浏览器一般随操作系统（如：Windows系统）附带安装，与Web应用程序无关，不需要开发者维护。所以，Web应用程序开发者只需要考虑在Web服务器上部署和维护应用程序，相对于C/S架构的应用程序，大大减轻了应用程序的部署、安装和维护工作量，提高了维护效率。

2、认识JavaWeb应用程序结构

 使用java开发Web应用程序已经走过了漫长的路程，期间出现过多种典型的Web应用程序结构。包括：

2.1  JSP页面结构

浏览器直接请求JSP页面，JSP中包含了处理各种业务的逻辑代码。其结构图如下：

  该种结构的特点是大量Java 脚本代码直接嵌入在JSP页面中。对于简单的应用程序，不失为一种直接简便的方法。但是这种结构很难做到代码重用，不利于功能模块的规划和设计。

2.2  JavaBean页面结构 

为了改进JSP页面结构的不足，我们将处理后台资源的逻辑代码用Bean进行封装，发展成为带Bean的页面结构，再结合自定义标签，可将一部分代码从JSP中移出，获得较为干净的JSP页面。如下图所示：

  但是这种结构随着功能的增加，层次变得不够清晰，可扩展性不好，不利于应用程序的维护。

 

2.3  MVC结构 

    MVC是三个英文单词Model-View-Control首字母的缩写，中文就是“模型-视图-控制器”的意思。

    MVC结构将Web应用程序代码按照基本任务划分为三个部分： 模型实现数据封装和业务逻辑，视图实现用户交互界面，控制器整合模型和视图，并根据请求调用对应的模型和视图。

MVC结构比较科学、合理地解决了任务分工与整合，业务功能扩展和代码维护的问题，被业界广泛接受，是最典型、最成功的网络应用程序结构。MVC结构处理用户请求的基本步骤如下：

（1）浏览器向服务器发出访问请求，服务器收到请求后转发给控制器；

（2）控制器检查客户请求URL，初始化管理对象，调用相应的业务模型来处理请求； 

（3）模型包括处理客户请求的所有业务规则，它与数据库和文件资源交互，将提取的数据包装成对象返回给控制器； 

（4）控制器接收模型返回的数据，选择显示数据的JSP页面，即视图；

（5）JSP页面将数据嵌入到HTML元素中，生成标准的HTML页面文本，返回给浏览器。

（6）浏览器显示HTML网页，完成一个请求和响应回合。

 

使用java实现MVC结构的典型方案，是使用Bean创建模型，JSP创建视图，Servlet实现控制。

3、理解Servlet与Servlet容器 

    Servlet本身是一种特定的运行机制，有一套规范的编程接口（API），支持请求和响应过滤器。但我们一般将Servlet理解为程序员编写的符合Servlet规范，并由Servlet容器来调用和执行的Java类。它可以对任何类型的请求进行处理和响应，别称“服务器小程序”。

  编写一个Servlet，就是按照Servlet规范编写一个Java类。但是它没有main方法，不能独立运行，必须部署到Servlet容器中，由容器来实例化并调用它的相关方法（如：doGet()和doPost()方法）。

    Servlet容器也叫Servlet引擎，是Web服务器的一部分。它在Servlet生命周期内管理Servlet，并负责解析基于MIME的请求文本，以及格式化基于MIME的响应数据。

    Tomcat就是一款包括Servlet容器的Web服务器。Tomcat服务器接受客户请求并做出响应的过程如下：

1）客户端浏览器访问Web服务器，发送访问Servlet的HTTP请求。

2）Web服务器接收到请求后，传递给Servlet容器。

3）Servlet容器初始化Servlet实例，调用实例的Service()方法，并向其传递两个对象参数:表示请求的HttpServletRequest对象和表示响应的HttpServletResponse对象。

4）Servlet实例使用HttpServletRequest对象获取客户的请求信息，然后进行相应的处理。

5）Servlet实例将处理结果通过HttpServletResponse对象返回给容器，容器负责确保处理结果正确地发送给浏览器，同时将控制权返回给Web服务器。

6）Servlet一旦实例化就一直保存在内存中，直到Web服务器停止运行应用程序时，再销毁Servlet实例。

提示：Web浏览器并不直接和Servlet通信。Servlet是由Servlet容器加载和执行的。常用的MIME类型有：text/html，application/pdf，video/quicktime，application /java，image/jpeg，application/jar，application/octet-stream，application/x- zip等等。