【唐诗分析器】实现思想代码+具体测试

文章较长，想看哪儿请直接点目录

先奉上源码链接项目源码

一、项目概述

1、效果展示

先来看一下项目最终的效果什么样子的，从项目名称可以看出来这个项目是对唐诗的数据进行分析，实现两个功能，也就是我们的需求
功能一：图一这样，以作者创作数量的大小进行排序
功能二：将作者用的高频词汇统计出来，看看古人爱用哪些词
最终用户看到的就是一个分析好的结果。

2、核心技术

①、第三方库的使用，比如HtmlUtil、Servlet、ansj_seg等
②、JavaEE，JAVA和数据库的综合英勇
③、多线程和线程池的理解使用
④、SHA256去重算法
⑤、HTTP协议
⑥、echarts、jQuery、ajax前端展示的使用
⑦、GSON数据格式
⑧、软件测试的基本思想应用
⑨maven的使用
为什么选择maven开发？

1、maven一个命令就可以完成项目构建过程
2、他可以进行强大的依赖管理
3、可以分阶段进行构建
4、提供web项目的模式

3、设计思想

想一下现在需求明确了，就该着手去考虑怎么下手做，我要分析数据，那数据从哪儿来？往哪儿存？怎么存？这是第一个大方面；第二个方面，我有数据了，那用户会去看你找到的数据吗？用户是最懒得，他只想看到上图统计好的结果，那问题来了，怎样展示？所以就可以分为两大模块去做，数据获取和数据展示。

数据的来源应该是公开的，就比如我们不能去获取教务系统存的学生信息，所以选择唐诗三百首，这里的诗词信息都公开
我是要把数据存的数据库，所以表怎么建，要是存进来的数据重复了怎么处理？要统计高频词的前提是知道怎样分词?存进来了怎么让前端获取数据去可视化。

二、诗词数据获取部分

请求列表页->解析列表页->下载详情页->解析详情页->想办法去重->计算分词->存入数据库

1、请求和解析列表页

引入HtmlUnit这个第三方库来帮我们解析，它是一个无界面的浏览器，它自带http客户端，给他一个url,它就会去请求页面。用它里面的webclient类，就可以完成请求和解析，从列表页里筛选我们需要的标签进入详情页，它的一些api使用案例里面有

            net.sourceforge.htmlunit
            htmlunit
            2.36.0
        

HtmlUnit使用案例

public class HtmlUnitDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //无界面的浏览器（HTTP客户端）,假装自己是谷歌浏览器
        WebClient webClient=new WebClient(BrowserVersion.CHROME);
        //可能第三方库里写的css和js不标准，运行会报警告，所以先关了。关闭浏览器css执行引擎
        webClient.getOptions().setCssEnabled(false);
        webClient.getOptions().setJavaScriptEnabled(false);
        //把url放进去，它会返回HtmlPage类型的数据
        HtmlPage page = webClient.getPage("https://so.gushiwen.org/gushi/tangshi.aspx");

        //保存列表页html文档，放到文件里
        page.save(new File("唐诗三百首\\列表页.html"));

        //html的body
        HtmlElement body=page.getBody();

        //筛选包含我们所需内容的标签，保存标签的内容，3个参数：元素名称，标签名称。标签值，
        List elements = body.getElementsByAttribute("div",
                "class",
                "typecont");

        HtmlElement divElement = elements.get(0);

        List aElement = divElement.getElementsByAttribute("a",
                "target",
                "_blank");

        //一个详情页的URL
        String str=aElement.get(0).getAttribute("href");
    }
}

2、请求和解析详情页

跟上面的道理是一样的，用HtmlPage/HtmlElement，这次用Xpath来获取

标题xpath="//div[@class='cont']/h1/text()";
朝代   （第一个 a 标签，下标从一开始）
xpath="//div[@class='cont']/p[@class='source']/a[1]/text()";
作者 （第二个 a 标签）
xpath="//div[@class='cont']/p[@class='source']/a[2]/text()";```
正文
 xpath="//div[@class='cont']/div[@class='contson']";

3、SHA256算法去重

public class SHA256Demo {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, UnsupportedEncodingException {
        MessageDigest messageDigest=MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        String s="你好世界";
        //转成字节数组，通过update传进去，调用digest
        byte[] bytes = s.getBytes("UTF-8");
        messageDigest.update(bytes);
        byte[] result = messageDigest.digest();
        System.out.println(result.length);
        for (byte b : result) {
            System.out.printf("%02x",b);
        }
        System.out.println();
    }
}

4、计算分词

引入第三方库，给它一句话，可以帮你分成词，而且使用很方便，AnsjSeg提供了四种分词调用的方式：基本分词(BaseAnalysis)、精准分词(ToAnalysis)、NLP分词(NlpAnalysis)、面向索引分词(IndexAnalysis) NLP分词方式是未登录词，但速度较慢：

            org.ansj
            ansj_seg
            5.1.6
        

public class DetailPartDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (WebClient webClient = new WebClient(BrowserVersion.CHROME)) {
            webClient.getOptions().setCssEnabled(false);
            webClient.getOptions().setJavaScriptEnabled(false);

            String url = "https://so.gushiwen.org/shiwenv_45c396367f59.aspx";
            HtmlPage page = webClient.getPage(url);//url传进去得到body部分
            HtmlElement body = page.getBody();
            /*
            List elements = body.getElementsByAttribute(
                    "div",//输出正文对应的id
                    "class",
                    "contson"
            );

            for (HtmlElement element : elements) {
                System.out.println(element);
            }

            System.out.println(elements.get(0).getTextContent().trim());//输出正文内容
             */

            // 标题  朝代 作者 正文
            {
                String xpath = "//div[@class='cont']/h1/text()";
                Object o = body.getByXPath(xpath).get(0);//取第一个就行
                DomText domText = (DomText) o;//文档对象树
                System.out.println(domText.asText());
            }
            //1就代表第一个 a[1]
            {
                String xpath = "//div[@class='cont']/p[@class='source']/a[1]/text()";
                Object o = body.getByXPath(xpath).get(0);
                DomText domText = (DomText) o;
                System.out.println(domText.asText());
            }
            {
                String xpath = "//div[@class='cont']/p[@class='source']/a[2]/text()";
                Object o = body.getByXPath(xpath).get(0);
                DomText domText = (DomText) o;
                System.out.println(domText.asText());
            }
            {
                String xpath = "//div[@class='cont']/div[@class='contson']";
                Object o = body.getByXPath(xpath).get(0);
                HtmlElement element = (HtmlElement) o;
                System.out.println(element.getTextContent().trim());
            }
        }
    }
}

5、存入数据库

分为建库建表在连接，要完整的描述一首诗，肯定要有作者、朝代、标题、正文、分词这些信息，连接数据库我们引入第三方库来连接

            mysql
            mysql-connector-java
            5.1.47
        

到这里数据获取部分就算是完成了

三、数据可视化部分

1、前端页面渲染工具echatrs

一个免费的js可视化库，上面的项目效果就是它做出来的。写起来简单，这个项目比较简单，基本碰不上它的bug,支持国产

2、RankServler处理作者作诗数

提供一个接口给前端处理作者作诗数的统计

            com.alibaba
            fastjson
            1.2.62
        

public class RankServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("application/json; charset=utf-8");
        //用的get方法
        String condition = req.getParameter("condition");
        if (condition == null) {
            condition = "5";
        }

        JSONArray jsonArray = new JSONArray();
        try (Connection connection = DBConfig.getConnection()) {
            String sql = "SELECT author, count(*) AS cnt FROM tangshi GROUP BY author HAVING cnt >= ? ORDER BY cnt DESC";
            //把作者全部统计出来
            try (PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql)) {
                statement.setString(1, condition);
                try (ResultSet rs = statement.executeQuery()) {
                    while (rs.next()) {
                        String author = rs.getString("author");
                        int count = rs.getInt("cnt");
                        JSONArray item = new JSONArray();
                        item.add(author);
                        item.add(count);
                        jsonArray.add(item);
                        System.out.println(author+":"+count);
                    }

                    resp.getWriter().println(jsonArray.toJSONString());
                }
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            JSONObject object = new JSONObject();
            object.put("error", e.getMessage());
            resp.getWriter().println(object.toJSONString());
        }
    }
}在这里插入代码片

3、wordServlet提供给前端处理用词统计

public class WordServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws  IOException {
        String condition=req.getParameter("condition");
        if(condition==null){
            condition="5";
        }


        HashMapmap=new HashMap<>();
        Connection connection = DBConfig.getConnection();
        String sql="SELECT word FROM tangshi";
        PreparedStatement statement=null;
        try {
            statement = connection.prepareStatement(sql);
            ResultSet rs = statement.executeQuery();
            while (rs.next()){
                String word=rs.getString("word");
                String[] split = word.split(",");
                for (String s : split) {
                    int count=map.getOrDefault(s,0);
                    map.put(s,++count);
                }
            }
            // System.out.println(map.toString());
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            JSONObject object = new JSONObject();
            object.put("error", e.getMessage());
            resp.getWriter().println(object.toJSONString());
        }finally {
            DBConfig.close(connection,statement);
        }

        JSONArray jsonArray=new JSONArray();
        for (String s : map.keySet()) {
            JSONArray item=new JSONArray();
            item.add(s);
            item.add(map.get(s));
            jsonArray.add(item);
        }

        resp.setContentType("application/json ; charset=utf-8");
        resp.getWriter().println(jsonArray.toJSONString());
        System.out.println(jsonArray.toJSONString());
    }
}

4、前后端交互jQuery

利用$.ajax()发起一个HTTP请求，后台收到请求时返回给前端一个index.html文件，这个文件里面的Script标签又会主动向后台发送http请求，得到json格式的数据，js中的代码把数据写到echart中，页面就展示出来了也引入第三方库，js请求交给相对应的servlet去处理（创作数量排行榜用RankServlet()去处理，诗词用词云图用wordServlet()去处理）
这里也引入servlet第三方库

 
            javax.servlet
            javax.servlet-api
            3.1.0
            provided
        在这里插入代码片

四、项目改进办法

1、原始方法单线程

所有工作只有主线程一个人在做，线程安全但速度太慢了

2、改进方法一多线程

增加速度，列表页的请求和解析整个项目只执行一次，所以放在主线程中去做而；详情页的请求和解析需要执行320次，在多线程中去做，同理提取诗词信息（标题，作者，内容）、计算 sha256 的值、计算分词、信息插入数据库等步骤放到多线程中去做
引入的问题：线程不安全，webclient messagedigest ，preparedstament、datasource都线程不安全，加锁的话达不到高效率的目的，所以让每个线程建立自己的对象，

3、改进方法二线程池

线程池可以减少线程创建和销毁的次数,但线程池中的线程不会结束，因为jvm在所有非后台线程都结束后才会结束，我们用CountDownLatch，在主线程中调用countDownLatch，作为参数传给线程，调用pool.shutDown();让线程池结束

五、对项目的具体测试

①功能测试

1、点击创作数量排行榜，页面正常显示，如上图
2、二次点击创作数量排行榜，同名次的人会被替换
3、点击诗词用词云图，页面正常显示
4、多次点击诗词用词云图可将所有字展示出来
5、没有网络时，功能不可用
6、运行过程中关闭tomcat，显示失败
7、获取数据部分写完运行可以存进数据库
8、数据的过滤清洗得到了预期的结果
9、数据库异常时访问失败
10、统计到得到诗人作诗数量经测试一致
11、在进行结果分析时断网
12、超过数据库字段设置的最大长度会报错
13、多次启动爬取数据会报错
14、爬的过程中执行truncate table

②性能测试

1、响应时间都、在三秒以内，符合358原则
2、单线程版本数据从爬取到插入数据库需要38秒
3、多线程版本数据从爬取到插入数据库需要5秒
4、线程池版本数据从爬取到插入数据库需要4秒
5、多个用户同时点击时，系统会不会崩溃

③界面测试

1、页面排版符合预期效果
2、页面字体大小是否合适
3、页面的整个布局是否合理
4、界面按钮在预期位置
5、页面文字显示正确

④兼容性测试

1、在谷歌浏览器可正常显示
2、在搜狗浏览器可正常显示
3、在IE浏览器可正常显示
4、在火狐浏览器可正常显示
5、在linux环境下可运行
6、在win7环境下可运行
7、在winxp环境下可正常显示
8、手机可正常显示
9、每一个浏览器的不同版本也要测试
10、在苹果系统运行正常

⑤安全性测试

1、数据库方面的安全
2、反爬虫方面

⑥易用性测试

1、不能用上下左右键操作功能切换，对没有鼠标的人不方便
2、页面功能按钮设计直观，用户很容易理解
3、输入一个简单的url就可以展示结果