Web开发技术发展历史

传统的Web服务器模式开发

Web -World Wide Web万维网，最初只有有限的静态Web页面HTML静态页面，编写静态内容生成页面，然后提供链接，记得9几年玩的不亦乐乎的东西。

1991年8月6日，Tim Berners Lee在alt.hypertext新闻组贴出了一份关于World Wide Web的简单摘要，标志了Web页面在Internet上的首次登场。最早Web主要被一帮科学家们用来共享和传递信息，全世界的Web服务器也就几十台。第一个Web浏览器是Berners Lee在NeXT机器上实现，也只能跑在NeXT机器上，苹果和乔布斯的粉丝对NeXT的历史肯定耳熟能详。真正使得Web开始流行起来的是Mosaic浏览器，这便是曾经大名鼎鼎的Netscape Navigator的前身。Berners Lee在1993年建立了万维网联盟（World Wide Web Consortium，W3C），负责Web相关标准的制定。浏览器的普及和W3C的推动，使得Web上可以访问的资源逐渐丰富起来。这个时候Web的主要功能就是浏览器向服务器请求静态HTML信息。95年的时候马云在美国看到了互联网，更准确的说他其实看到的就是Web，阿里早先做的黄页也就是把企业信息通过进行HTML展示的Web应用。

• 不能提供及时的信息，页面上提供的都是静态不变的信息。
• 当需要添加新的信息时，必须重新编写HTML文件。
• 由于HTML页面是静态的，所以不能为不同的用户提供不同的信息。

CGI动态页面的生成

CGI-Common Gateway Interface 公共网关接口。
CGI定义了Web服务器与外部应用程序之间的通信接口标准，因此Web服务器可以通过CGI执行外部程序，让外部程序根据Web请求内容生成动态的内容。Perl因为跨操作系统和易于修改的特性成为CGI的主要编写语言。当然，CGI可以用任何支持标准输入输出和环境变量的语言编写，比如Shell脚本,C/C++语言，只要符合接口标准即可。比如你用C语言编写CGI程序，你把希望返回的HTML内容通过printf输出就可以发送给Web服务器，进而返回给用户。

CGI程序运行在服务器端，可根据不同客户请求输出响应的HTML页面。

• 需要为每个请求启动一个操作CGI程序的系统进程。如果请求非常频繁，这将会带来很大的开销。
• 需要为每个请求加载和运行一个CGI程序，这也将带来很大的开销。
• 需要重复编写处理网络协议的代码以及进行编码，这些工作都是非常耗时的。
  那个时候已经有了java，但是java编写CGI程序更加糟糕。执行一个java编写的CGI程序出了要启动一个系统进程，还要启动一个JVM然后才能JVM中执行CGI程序。那个年代硬件资源极其昂贵和低能，运行这些更加困难。为了解决这个问题Java推出了Servlet规范。

Java Servlet：改进的CGI

每次请求都要启动一个系统进程+一个JVM，这个开销很恐怖。Servlet为了解决这个问题而产生的技术，目标是应对所有请求只启动一个系统进程+一个JVM。当然它也是基于java可以在运行时动态加载实现的。
和传统CGI程序相比，Servlet有如下几个有点。

• 只需要启动一个操作系统进程以及加载一个JVM，大大降低了系统的开销。
• 如果多个请求需要做同样处理的时候，这时只需要加载一个类，这些大大降低了开销。
• 所有动态加载的类可以实现对网络协议以及请求解码的代码共享，大大降低了工作量。
• Servlet能够直接和Web服务器交互，而普通的CGI程序不能。Servlet还能够在各个程序之间共享数据，使得数据库连接池之类的功能很容易实现。
  Sun公司90年代发布了基于Servlet的Web服务器，为了确保加载的各个类之间不起冲突，已经建立了一个称为Java Servlet API的编码标准。现在基本上所有的服务器都遵循这个编码标准，所以Servlet有很好的移植性。
  现在的Web服务器-如Tomcat已经继承了Servlet容器，Servlet容器负责管理加载、卸载、重新记载和执行Servlet代码等操作。

Servlet动态生成网页也有一个缺陷那就是高度耦合，修改一个HTML标签就要修改Servlet，不宜与维护，尤其开发人员不是一个。

Web编程脚本语言：PHP/ASP/JSP

我们是java系，当然先以java为主。JSP-Java Servlet Pages，是一种实现普通静态HTML和动态HTML混合编码技术。它是Servlet API的一个扩展。

JSP的核心实质是Servlet技术。JSP是后来添加的基于Servlet的一种扩展技术。但二者在使用上有不同的方向。
由于Servlet实质是一个Java类，因此非常适合用来处理业务逻辑。而如果Servlet要展示网页内容，就必须通过输出流对象将view层的代码通过字符串的形式输出，非常麻烦，且不易阅读和维护。另一方面,在JSP中可以直接编写视图层的代码如HTML，因此JSP的它主要用来展示网页内容。但是由于JSP实质是Servlet，因此JSP也是一种动态网页技术。

而我们实际开发时，JSP只会用来展示网页视图内容，用Servlet来处理业务逻辑。因为 JSTL标签库 以及第三方框架提供的标签足够强大，我们甚至可以自定义标签 ，因此根本没有理由在JSP中写Java代码。

JSP的视图代码可以是任何文本内容，如 HTML / XHTML ，XML , JSON , 甚至是txt。通常我们叫这些直接写在JSP中的文本叫做 模板文本数据。
JSP, Servlet 和 JSP引擎
我们常说，Tomcat是一个Servlet容器，而不说它是JSP容器，因为JSP实质是被转换为Servlet后再工作的。
那我们为什么不直接使用Servlet呢？因为在Servlet中写视图层代码（HTML）非常狗血。但是Tomcat又只“认识”Servlet，因此就需要JSP引擎做一个转换工作。

举个的例子，一切程序都是计算机可执行的机器代码，而直接编写机器代码是非常困难的，于是我们可以用C语言，用C写代码更加直观和易于阅读理解，C编译器会将C代码转换成对应的机器代码。这个例子中，Servlet就好比是机器代码，JSP好比是C语言，而JSP引擎 就好比是C编译器。

因此：如果客户端请求的是一个JSP，则该JSP文件传递给JSP引擎，JSP引擎将JSP文件转译为Servlet的java文件，其实质就是这个Servlet来处理客户端的请求。

细节参考
由于现在几乎用不到JSP、PHP、ASP等脚本技术了，暂时不一一处理。

框架横飞的年代：MVC，ORM

设计模式更加突出的年代，分离进一步推进。

Web技术的发展开始了一段框架横飞的年代，各种辅助Web开发的技术框架层出不穷。虽然脚本语言大大提高了应用开发效率，但是试想一个复杂的大型Web应用，访问各种功能的URL地址纷繁复杂，涉及到的Web页面多种多样，同时还管理着大量的后台数据，因此我们需要在架构层面上解决维护性和扩展性等问题。这个时候，MVC的概念被引入到Web开发中来了。2004年出现的Struts就是当时非常流行的Java Web开发的MVC框架。MVC早在1978年就作为Smalltalk的一种设计模式被提出来了，应用到Web应用上，模型Model用于封装与业务逻辑相关的数据和数据处理方法，视图View是数据的HTML展现，控制器Controller负责响应请求，协调Model和View。Model，View和Controller的分开，是一种典型的关注点分离的思想，不仅使得代码复用性和组织性更好，使得Web应用的配置性和灵活性更好。这是Spring MVC的示意图，典型的MVC架构。

此外，数据访问也逐渐通过面向对象的方式来替代直接的SQL访问，出现了ORM（Object Relation Mapping）的概念，2001年出现的Hibernate就是其中的佼佼者，已经成为Java持久层的规范JPA的主要参考和实现。更多的全栈框架开始出现，比如2003年出现的Java开发框架Spring，同时更多的动态语言也被加入到Web编程语言的阵营中，2004年出现的Ruby开发框架Rails，2005出现的Python开发框架Django，都提供了全栈开发框架，或者自身提供Web开发的各种组件，或者可以方便的集成各种组件。比如Spring基于IoC和AOP思想可以方便得整合出全套Web开发组件，SSH（Struts+Spring+Hibernate）一度成为Java Web开发的标配。值得一提的时Rails这个MVC框架，26岁的丹麦大神David Heinemeier Hansson在开发著名项目管理软件BaseCamp的过程中形成，Ruby语言本身在快速开发上的优势，加上Rails诸如崇尚DRY（Don’t）Repeat Yourself)原则, 约定优于配置，拥抱REST等特性，使其迅速成为一个极其流行的Web开发框架。

回归Web本质：REST

注意，看到这里的时候，你会发现Web开发的重点已经不在于HTTP/HTML/URL这样的Web基础架构了，而是各种平台下的各种框架和组件技术（MVC/ORM/分布式组件技术等等）。所以今天很多人可能会用一个MVC框架构建Web网站，但是可能并不了解Web本身。2000年的时候，Roy Fielding在他的博士论文中从构架风格的角度来剖析了Web本身，将Web内在的设计原则和思路系统得论述出来。Roy Fielding是HTTP协议的主要设计者，也是Apache服务器项目的联合创始人，他的这篇博士论文提出来的REST（Representation State Transformation）也成为一种流行的Web架构风格。REST鼓励基于URL来组织系统功能，充分利用HTTP本身的语义，而不是仅仅将HTTP作为一种远程数据传输协议。Web应用的开发应该回归Web的本质特征。Rails在发展过程中也完全拥抱REST，成为REST的坚定支持者。有些人认为REST和MVC是两种对立的风格，其实不尽然，两者是互为补充的，从Rails是一个全面支持REST的MVC框架这一点就可窥见。

浏览器端的魔术：AJAX

Web应用同时涉及到浏览器端和服务器端，之前的介绍除了简单提到了CSS规范之外，主要关注的是服务器端的技术发展。在客户端，1995年NetScape公司设计的JavaScript被用作浏览器上运行脚本语言为网页增加动态性。微软随后推出类似JScript，但是缺乏统一的语言规范，使得浏览器兼容性成为一个程序员的梦魇。JavaScript最终被提交到欧洲计算机制造商协会(ECMA)，做为中立的ECMA开始了标准化脚本语言之路，并将其命名为ECMAScript。JavaScript可以响应浏览器端的用户事件，检测表单的正确性，动态修改HTML页面结构DOM，因此可以减少与服务器端的通信开销，并且做出很酷的页面动态效果。2005年出现的AJAX这个概念使得JavaScript再次大放异彩。AJAX即“Asynchronous JavaScript and XML”（异步的JavaScript与XML技术），指的是一套综合了多项技术的浏览器端网页开发技术，可以基于JavaScript的XmlHttpRequest的用于创建交互性更强的Web应用。AJAX是一种已有技术的mashup，多种技术组合在一起形成了其特色和优势，早在1998年就已经开始有人使用。Google在地图和Gmail等产品中对这项技术的深入应用，以及AJAX这个吸引眼球的名字的提出，使其正式站在了聚光灯下，开始吸引无数人的目光。我们知道Web应用中用户提交表单时就向Web服务器发送一个请求，服务器接收并处理传来的表单，并返回一个新的网页。而前后两个页面中的往往大部分HTML代码是一样的，每次都返回整个页面内容是一种带宽资源的浪费。而AJAX应用仅向服务器发送并取回必须的数据，并在客户端采用JavaScript处理来自服务器响应，更新页面的局部信息。这样不仅浏览器和服务器的数据交换大大减少，而且客户端也可以更加快速地响应用户操作。如果你用Gmail就应该知道，Gmail从来都不刷新页面，所有的请求都是通过AJAX获取数据进行局部更新。AJAX的出现，以及诸如EXTJS、DOJO等一些前端开发框架的出现，也使得单页应用（Single Page Application）在这个时候流行起来。

前端MVC：Angular/Backbone

这种模式下，前后端的分工非常清晰，前后端的关键协作点是 Ajax 接口，规定好交互接口后，前后端工程师就可以根据约定，分头开工，开发环境中通过Mock等方式进行测试，同时在特定时间节点进行前后端集成测试。但是，随着业务功能的愈发复杂（看看现在的Gmail），这种模式本质上和JSP时代的Web开发并无本质区别，只不过是将复杂的业务逻辑从JSP文件转移到了JavaScript文件中而已。现在，对于一个前端功能、交互复杂的SPA，JavaScript代码很容易膨胀（超过10万行）。很自然地，像服务端从JSP向MVC框架转换的过程一样，前端开发也出现了大量的MVC框架，比较典型的包括BackboneJS, AngularJS, EmberJS, KnockoutJS。总的来说，MV*框架的提出是为了解决前端开发的复杂度，提供一套规则组织代码、分层（MVC），通过合理的组织和分层，前端的代码职责明确、清晰，便于开发与测试。

JavaScript在服务器端的逆袭：Node\vue\ELEMENT

各大浏览器的竞争，使其引擎的性能不断提升，至今Google V8引擎的性能已经足以运行大型Javascript程序。在V8之上加以网络、文件系统等内置模块，形成了如今的Node.js。

随着Node.js的出现，JavaScript开始拥有在服务端运行的能力，它的异步本质使得Node.js在处理I/O密集型业务中优势凸显，而大多Web业务中I/O性能都是瓶颈。eBay、Yahoo、甚至Microsoft Azure纷纷引入Node.js以提升性能。Node.js的package每天都有几千万的下载量。这对前端工程师来说可是一个好消息，精通JavaScript的他们也能够做服务端开发了！虽然现实中并不是这样美好（服务端开发涉及的不仅仅是语言层面），但一种新的开发模式也因此兴起：浏览器端处理展现层逻辑、而服务端Controller这一层以及相关的模板渲染、路由、数据接口以及Session/Cookie先关处理实际上交给了Nodejs来做。通过Nodejs, 意味着前后端很多代码可以复用（例如数据验证逻辑），在需要SEO的场景下也可以选择服务端模板渲染。

但另一方面，JavaScript刚被引入到服务器端开发，其生态环境还未成熟，甚至大量的常用package主版本号都是0。长期用来实现页面逻辑，天生自由的JavaScript，在服务器端开发中，仍未形成统一的开发范型。不同开发原则和编码风格的应用，都将对Node.js项目的性能、可维护性产生重大影响。现在而言，服务器端javascript开发究竟是魔鬼还是天使，仍取决于团队中的开发者。