34岁！100天！学会Java编程（Day29-Day38）—Web后端编程

色彩

“我不想改变世界，我只是不喜欢平庸。”

小小地装了个13，不过照片里不是我，是我前两天看到的一张网图，不过我很喜欢。我们每天熙熙攘攘，庸庸碌碌，留给世界的只是背影，但是有谁知道我们的内心是如此丰富而充满渴望的呢。
转眼10天过去，每天晚上看书编程，除了留下苍老了10天的自己，还有什么呢，我想是希望。
好了，停止文艺，开始码字。

（一）后端编程从零开始—ServerSocket服务器

准备工作还是从技术地图开始查起，找到目的地，优化路线，然后上路。不过后端跟前端不同，技术地图要更复杂，除了软件层面，还涉及硬件层面，以及一堆看不见摸不着的运行机制，总之有点玄之又玄的感觉。没办法，还是从最简单的1+1=2开始学起吧，看了半天，就只有TCP编程我还能看明白点，就从这开始吧。
这部分主要操作两个通信类Socket和ServerSocket，分别用于创建C/S软件结构中的客户端实例和服务器端实例，然后由他们完成一个基本TCP会话。两者的介绍内容有点多，具体请看J2SE的API说明文档：Socket和ServerSocket，这里我只介绍两者的使用步骤如下图：
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参照该图操作步骤可以分别实现一个简单的往返字符串通信会话，就像发短信一样，不需要任何其他协议支持。但是如果要利用制作好的html/css/js网站来做服务器，使用字节流经典循环读写法，在Edge浏览器/IE中也可以实现。但是这种方法在Chrome浏览器中就不行了，此时在浏览器中显示的是html文件的代码文本，而不是图像。查了下原因，是因为chrome要求得到的信息中必须包含http字头，否则无法识别数据类型（它不知道这是一个html文件，需要http协议来告诉它）。
此时，我们就需要一个http服务器了！！！

理论稍后做介绍，这时候我们有两个解决办法，一是自己查阅http协议格式要求，编程实现一个http服务器，来对TCP通信的消息进行包装和解包；二是找一个现成的http服务器。

这里我自己实现了一个对GET请求的解包和包装程序，分别对应requestProcess和responseProcess两个方法，前者对浏览器发过来的请求进行分解处理，得到想要的信息（主要是requestMethod, requestURI, requestFileType）；后者是在向浏览器发送数据之前，先发送一个http格式消息（主要包括response status，content-Type）。
嗯，这个过程我复盘写得很简单，实际过程则是充满各种坑，没办法自学嘛，就只有不停地掉坑填坑。不过还是强烈建议自己编程实现一次，就会对TCP/IP通信，http协议有很深的理解和印象。

网络通信基础知识

进行第一阶段的过程中，强烈地感觉到基础知识的欠缺，这时候就需要缺啥补啥，吃哪补哪大法了。我也没花时间去读大部头书，先上网搜集了一些基础概念，总结如下：

网络通信基础知识

其中重点了解网络结构的TCP/IP五层模型以及HTTP协议格式与消息类型，对于理解前端与后端之间的沟通机制，和对于深入理解ServerSocket以及后面的其他几种服务器实现方式很有帮助。

（二）后端编程进阶—Sun HttpServer服务器

HttpServer是由Sun公司开发的内嵌于JDK的一款简易款服务器，而且是一款真正意义上的http服务器，尽管功能略显简陋，但是运用得当，仍然可以很好地承担超文本静态网站的服务器功能。具体的API接口参见com.sun.net.httpserver包的定义，这里我主要用到了HttpServer和HttpExchange两个类。具体使用步骤如下：

Sun HttpServer服务器

该服务器总的来说比较成熟，肯定比我自己编的http服务器代码强，不过对于初学者有一点不利，就是网上搜索学习资料极少，演示代码更少，只有一个展示向浏览器输出简单文本的演示代码，拷贝过来改成网站需要较大的修改和优化。这部分自己摸索也有不少坑，尤其是一个sendResponseHeaders方法中len的长度设置，就花了我不少时间进行尝试，甚至一度放弃用来做网站服务器。不过掌握了之后，测试该服务器的速度性能还是不错的（并发和均衡性能曾被人吐槽，未测）。

这个服务器可以完美地实现不用JSP等动态网页的静态网站，对于
（1）信息展示型网站（中小企业）；
（2）有数据交互但是没有网页动态生成的网站（可以对数据库进行数据操作和呈现，但是业务逻辑很简单，所有页面文件已提前用html/css/js编好）的建站都已经足够；
（3）甚至稍简单的动态网页也可以用拼接html字符串的方式或逐行输出生成，但是跟后面介绍的JSP网页比较起来仍然太过原始。

（三）后端编程再进阶—Servlet/JSP服务器

Servlet与JSP是一枚硬币的两面，在某种程度上是等价的。
Servlet面向Java工程师，JSP面向前端工程师，JSP在执行时会被翻译为Servlet程序执行，由Servlet向浏览器输出页面（浏览器无法直接识别.jsp文件）。
其实在学习前端编程的时候，我一直不明白为什么需要动态生成网页，然后转身来到后端发现，对于业务逻辑较复杂的网站，在后端需要将客户端的请求和数据库的数据，按照预设的业务流程进行复杂的处理，需要根据分支条件以显示不同的页面，或者在同一页面有不同的呈现。
所以，对于逻辑复杂网站，动态页面就很有用了！
下面是整理的Servlet/JSP知识点：

Servlet服务器与JSP动态页面

在Java中实现Servlet服务器之前，还有一点准备工作，需要下载一个Tomcat，方法是{Eclipse>窗口>首选项>树节点server>runtime environments>添加>Apache Tomcat v9.0}，需注意最好是下载9.0版本，我开始下了一个7.0版本，结果每次运行都报错。
Tomcat是Servlet的一种容器，而Servlet必须运行在容器之上。
有了对前两种服务器的操作和理解，实现一个基本Servlet服务器比较容易，但是要想深入掌握Servlet提供的http服务器之外的各种逻辑处理机制，还是需要找本书看看，我看的是《JSP&Servlet学习笔记（第2版）》，不过建议练习完前两种服务器之后，再看这本书，否则不太好懂。
对于Servlet服务器，简而言之，在实现了HttpServer的功能基础上，还提供了 页面调派、重定向、会话管理、监听器、过滤器、异步响应等功能，结合线程池使用，可以称为真正意义上一款强大的服务器软件。
基础的JSP页面编写，需要工程师既懂Java也懂html，这样的综合性人才较少，因此又发展出了EL、JSTL、TagFile等标签语言实现了Java的功能，EL能将运算表达式标签化、JSTL能将循环条件等控制语句便签化，TagFile便签甚至能像对象那样实现标签的继承。如此，前端工程师只要懂标签语言就好了，能更加专注于页面呈现。

（四）CE项目V5.0

本阶段CE项目升级的目标是实现从前端浏览器、后端服务器、数据库全部打通，并根据需要对软件进行重构（按照新的软件架构，重新搭建后端Java代码），并编写必要的JSP页面。
（1）软件架构重构
参照MVC（Model 2）架构模式对应用程序进行重构，软件结构及基本模块重新设计为：

软件重构CEV5.0

模块的功能设计为：

MVC模块功能定义

软件更新实现未完待续…

参考书目：
《JSP&Servlet学习笔记（第2版）》
《Java从入门到精通》