单体架构项目后端开发（1）：后台系统搭建

1、项目架构

1.1 前后端分离开发

1.1.1 前后端分离架构介绍

• 前后端分离已成为互联网项目开发的业界标准使用方式，将前端和后端的开发进行解耦。并且前后端分离会为以后的大型分布式架构、微服务架构、多端化服务（各种客户端，比如浏览器、车载终端、安卓、IOS等）打下坚实的基础。
• 前后端分离的核心思想就是前端HTML页面通过AJAX调用后端的API接口，并通过JSON数据进行交互。
  

1.1.2 接口文档

1.1.2.1 什么是接口文档？

• 在我们的项目中使用的是前后端分离开发方式，需要由前后端工程师共同定义接口，编写接口文档，之后大家都根据这个接口文档进行开发，到项目结束前都要一直进行接口文档的维护。

1.1.2.2 为什么要写接口文档？

1. 项目开发过程中前后端工程师有一个统一的文件进行沟通交流，并行开发。
2. 项目维护中或者项目人员更迭，方便后期人员查看、维护。

1.1.2.3 接口规范是什么？

一个接口的描述至少包括下面几项：

• 名称： findCourseList
• 描述：根据条件查询课程信息
• URL：http://localhost:8080/edu_home/course/
• 请求方式：GET
• 请求参数

methodName:"findCourseList";

• 响应结果

{
    "status": "0",
    "msg": "success"
}

1.1.3 前后端分离架构的优势

1.1.3.1 前后端耦合的开发方式

• 这种方式中 Java程序员又当爹又当妈，又搞前端，又搞后端。 正所谓术业有专攻，一个人如果什么都会，那么他肯定也什么都不精。
  

1.1.3.2 前后端耦合的缺陷 (以JSP为例)

1. UI出好设计图之后，前端开发工程师只负责将设计图切成HTML，需要由Java开发工程师来将HTML套成JSP页面，修改问题的时候需要双方协同开发，效率低下。
2. JSP页面必须要在支持Java的WEB服务器上运行（如Tomcat、Jetty等），无法使用Nginx等（官方宣称单实例HTTP并发高达5W），性能提升不上来。
3. 第一次请求JSP，必须要在WEB服务器中编译成Servlet，第一次运行会较慢。 之后的每次请求JSP都是访问Servlet再用输出流输出的HTML页面，效率没有直接使用HTML高。

1.1.3.3 前后端分离的开发方式

1.1.3.4 前后端分离的优势

1. 前后端分离的模式下，如果发现Bug，可以快速定位是谁的问题，不会出现互相踢皮球的现象。
2. 前后端分离可以减少后端服务器的并发/负载压力。除了接口以外的其他所有HTTP请求全部转移到前端Nginx上，接口的请求则转发调用Tomcat。
3. 前后端分离的模式下，即使后端服务器暂时超时或宕机了，前端页面也会正常访问，只不过数据刷不出来而已。
4. 前后端分离会更加合理的分配团队的工作量，减轻后端团队的工作量，提高了性能和可扩展性。

1.2 技术选型

1.2.1 前端技术选型

前端技术	说明
Vue.js	是一套用于构建用户界面的渐进式JavaScript框架
Element UI库	element-ui 是饿了么前端出品的基于 Vue.js的后台组件库，方便程序员进行页面快速布局和构建
node.js	简单的说 Node.js 就是运行在服务端的 JavaScript 运行环境
axios	对ajax的封装, 简单来说就是ajax技术实现了局部数据的刷新，axios实现了对ajax的封装

1.2.2 后端技术选型

后端技术	说明
Web层	a) Servlet：前端控制器 b) Filter：过滤器 c) BeanUtils：数据封装
Service层	a) 业务处理
dao层	a) Mysql：数据库 b) Druid：数据库连接池 c) DBUtils: 操作数据库

1.3 项目开发环境

• 开发工具
  • 后端：IEDA 2019
  • 前端：VS code
  • 数据库：SQLYog
• 开发环境
  • JDK 11
  • Maven 3.6.3
  • MySQL 5.7

2、Maven 项目管理工具

2.1 Maven介绍

2.1.1 什么是Maven

• Maven是一个跨平台的项目管理工具。作为Apache组织的一个颇为成功的开源项目，其主要服务于基于Java平台的项目创建，依赖管理和项目信息管理。maven是Apache的顶级项目，解释为“专家，内行”，它是一个项目管理的工具，maven自身是纯java开发的，可以使用maven对java项目进行构建、依赖管理。

2.1.2 Maven的作用

• 依赖管理
  • 依赖指的就是 我们项目中需要使用的第三方Jar包，一个大一点的工程往往需要几十上百个Jar包，按照我们之前的方式，每使用一种Jar，就需要导入到工程中，还要解决各种Jar冲突的问题。
  • Maven可以对Jar包进行统一的管理，包括快速引入Jar包，以及对使用的 Jar包进行统一的版本控制。
• 一键构建项目
  • 之前我们创建项目，需要确定项目的目录结构，比如src 存放Java源码，resources存放配置文件，还要配置环境比如JDK的版本等等，如果有多个项目，那么就需要每次自己搞一套配置，十分麻烦。
  • Maven为我们提供了一个标准化的Java项目结构，我们可以通过Maven快速创建一个标准的Java项目。

2.2 Maven 的使用

2.2.1 Maven软件的下载

• 使用 Maven 管理工具，我们首先要到官网去下载它的安装软件。
• 官网下载地址：http://maven.apache.org/download.cgi

2.2.2 Maven软件的安装

• Maven 下载后，将 Maven 解压到一个没有中文没有空格的路径下，比如：H:\software\maven 下面。 解压后目录结构如下：
  

1. bin：存放了 maven 的命令；
2. boot：存放了一些 maven 本身的引导程序，如类加载器等；
3. conf：存放了 maven 的一些配置文件，如 setting.xml 文件；
4. lib：存放了 maven 本身运行所需的一些 jar 包；

2.2.3 Maven环境变量配置

1. 配置 MAVEN_HOME ，变量值就是你的 maven 安装的路径（bin 目录之前一级目录）。
   

2. 将MAVEN_HOME 添加到Path系统变量。
   

2.2.4 Maven 软件版本测试

• 通过 mvn -v命令检查 maven 是否安装成功，看到 maven 的版本为 3.6.3 及 java 版本为 jdk-11 即为安装 成功。 打开命令行，输入 mvn –v命令，如下图：
  

2.3 Maven 仓库

• Maven中的仓库是用来存放maven构建的项目和各种依赖的(Jar包)。

2.3.1 Maven的仓库分类

• 本地仓库：位于自己计算机中的仓库，用来存储从远程仓库或中央仓库下载的插件和 jar 包。
• 远程仓库：需要联网才可以使用的仓库，阿里提供了一个免费的maven 远程仓库。
• 中央仓库：在 maven 软件中内置一个远程仓库地址 http://repo1.maven.org/maven2 ，它是中 央仓库，服务于整个互联网，它是由 Maven 团队自己维护，里面存储了非常全的 jar 包，它包含了世界上大部分流行的开源项目构件。
  

2.3.2 Maven 本地仓库的配置

1. maven仓库默认是在 C盘 .m2 目录下，建议不要将仓库放在C盘，所以这里要重新配置一下。

2. 为了方便使用，老师为大家提供了一个本地仓库，将 “repository.rar”解压至自己的电脑上，我解压在 H:\software\repository 目录下（注意最好放在没有中文及空格的目录下）。
   

3. 在maven安装目录中，进入 conf文件夹，可以看到一个 settings.xml 文件，在这个文件中，进行本地仓库的配置。
   

4. 打开 settings.xml文件，进行如下配置如下：
   

2.3.3 配置阿里云远程仓库

• Maven默认的远程仓库是在国外，所以下载jar包时速度会非常慢，这里推荐使用阿里云仓库。
• 打开 settings.xml，找到 标签 , 下面的内容复制到 中即可。

<mirror>
    <id>alimavenid>
    <name>aliyun mavenname>
    <url>
        http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/
    url>
    <mirrorOf>centralmirrorOf>        
mirror>

2.4 创建Maven项目

2.4.1 IDEA中配置Maven

1. 打开IDEA 创建一个新的project
   

2. 起名为web_work
   

3. 首先打开IDEA 选择File --> Settings --> 搜素maven，就会看到如下界面
   

4. 修改默认配置
   

2.4.2 创建Maven工程

在IDEA中配置好maven后，接下来我们使用maven去快速的去构建一个 JavaWeb项目

1. project创建好以后，选择创建module
   

2. 选中创建一个 maven 工程
   

3. 点击 Next填写项目信息
   

进行一下修改

4. 创建好的工程，长这个样子
   
   Maven目录说明：

src/main/java 		 —— 存放项目的.java 文件 
src/main/resources 	 —— 存放项目资源文件，如数据库的配置文件 
src/test/java 		—— 存放所有单元测试.java 文件，如 JUnit 测试类 
target 			    —— 项目输出位置，编译后的class 文件会输出到此目录 
pom.xml              —— maven 项目核心配置文件

2.4.3 Maven工程改造

当前创建的maven项目是一个 普通的Java项目，不是web项目，需要进行一下改造

1. 在main目录下创建一个webapp文件夹
   

2. 选择 project Structure —> facets—> 点击+号 添加web —> 选择当前工程hello_maven
   

3. 修改路径信息
   修改前
   

4. 修改为 我们的 webapp目录
   修改后
   

5. 点击ok 后，项目就变为了web项目，在webapp目录下再创建一个 index.jsp，就OK了
   

2.4.4 pom核心配置文件

一个 maven 工程都有一个 pom.xml 文件，通过 pom.xml 文件定义项目的信息、项目依赖、引入插件等。

1. 创建一个Servlet，缺少jar包报错，要解决问题，就是要将 servlet-api-xxx.jar 包放进来，作为 maven 工程应当添加 servlet的坐标，从而导入它的 jar。
   

2. pom.xml 文件中引入依赖包的坐标。

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>

    <groupId>com.lagougroupId>
    <artifactId>hello_mavenartifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOTversion>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>javax.servletgroupId>
            <artifactId>servlet-apiartifactId>
            <version>3.1.0version>
        dependency>
    dependencies>

project>

3. 一个Maven工程就是由groupId，artifactId和 version 作为唯一标识，我们在引用其他第三方库的时候，也是通过这3个变量确定。

   • 坐标的概念
     • 在maven中坐标就是为了定位一个唯一确定的jar包。
     • maven世界拥有大量构建，我们需要找一个用来唯一标识一个构建的统一规范，拥有了统一规范，就可以把查找工作交给机器。
   • Maven坐标主要组成(GAV) - 确定一个jar在互联网位置。

标签	含义
groupId	定义当前Maven组织名称，通常是公司名
artifactId	定义实际项目名称
version	定义当前项目的当前版本
packaging	打包类型 jar：执行 package 会打成 jar 包 war：执行 package 会打成 war 包
dependency	使用 声明一个依赖后，Maven就会自动下载这个依赖包

4. maven 的依赖管理，是对项目所依赖的 jar 包进行统一管理。

标签	含义
dependencies	表示依赖关系
dependency	使用 声明一个依赖后，Maven就会自动下载这个依赖包

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>javax.servletgroupId>
        <artifactId>servlet-apiartifactId>
        <version>3.1.0version>
    dependency>
dependencies>	

5. 坐标的来源方式
   添加依赖需要指定依赖 jar 包的坐标，但是很多情况我们是不知道 jar 包的的坐标，可以通过如下方式查询：
   从网站中搜索即可
   5.1）输入网址，进入网址 , 进行查询

https://mvnrepository.com/

5.2）点击进入后，可以看到各个版本的信息，选择3.1.0

2.4.5 添加插件

• 添加编译插件，设置 jdk 编译版本
  这里需要使用 maven 的插件来设置编译版本
  在pom中加入如下配置：

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8project.build.sourceEncoding>
        
        <maven.compiler.source>11maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>11maven.compiler.target>
    properties>

    
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.pluginsgroupId>
                <artifactId>maven-compiler-pluginartifactId>
                <version>3.8.1version>
                <configuration>
                    <release>11release>
                configuration>
            plugin>
        plugins>
    build>

2.4.6 运行Maven项目

1. 完善项目代码
   ServletDemo01

@WebServlet("/demo01")
public class ServletDemo01 extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("hello maven!!!!");
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doGet(req, resp);
	}
}

index.jsp

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <title>Titletitle>
head>
<body>
    <h1>这是我的第一个maven工程!h1>
body>
html>

2. 配置tomcat，部署项目
   
   

3. 运行项目，默认访问 index.jsp
   

4. 访问Servlet

http://localhost:8080/hello_maven/demo01

2.4.7 Maven的常用命令

1. 一个maven项目生命周期
   使用 maven 完成项目的构建，项目构建包括：清理、编译、测试、部署等过程，maven 将这些过程规范为一个生命周期，如下所示是生命周期的各阶段：
   
   maven 通过执行一些简单命令即可实现上边生命周期的各个过程。

命令	说明
mvn compile	完成编译操作 , 执行完毕后，会生成target目录，该目录中存放了编译后的字节码文件。
mvn clean	执行完毕后，会将target目录删除。
mvn test	执行完毕后，会在target目录中生成三个文件夹： surefire、surefire-reports（测试报告）、test-classes（测试的字节码文件）
mvn package	完成打包操作，执行完毕后，会在target目录中生成一个文件，该文件可能是 jar、war
mvn install	执行 mvn install命令，完成将打好的jar包安装到本地仓库的操作，执行完毕后，会在本地仓库中出现安装后的jar包，方便其他工程引用。

2. idea中安装好maven后，在界面左侧有一个maven视图，里面有对应的命令插件，可以执行上面表格中的命令。
   

3. 工具栏介绍
   

1.根据pom.xml文件重新导入所有Maven项目和依赖,刷新
2.创建源码（重新编译）并更新目录
3.下载源码或文档
4.添加Maven项目
5.执行生命周期中的阶段，选中lifecycle选项中生命周期中的一个阶段（phase），才能点击执行。
6.运行Maven生命周期或插件
7.切换离线模式，就是关闭和远程仓库的链接，从本地仓库中获取，也不能将jar包提交到远程仓库
8.是否跳过测试，点击选中就可以跳过测试，再点击选中取消跳过测试
9.展示当前选中的maven项目jar包的依赖，并且可以直接在图形化依赖图上进行排除依赖操作
10.收起下面展开的视图
11.跳转到maven的Setting页面

2.4.8 依赖范围介绍

1. A 依赖 B，需要在 A 的 pom.xml 文件中添加 B 的坐标，添加坐标时需要指定依赖范围，依赖范围包括：

依赖范围	说明
compile	编译范围，指 A在编译时依赖 B，此范围为默认依赖范围。编译范围的依赖会用在 编译、测试、运行，由于运行时需要所以编译范围的依赖会被打包。
provided	provided 依赖只有在当 JDK 或者一个容器已提供该依赖之后才使用， provided 依赖在编译和测试时需要，在运行时不需要，比如：servlet api 被 tomcat 容器提供。
runtime	runtime 依赖在运行和测试系统的时候需要，但在编译的时候不需要。比如：jdbc 的驱动包。由于运行时需要所以 runtime 范围的依赖会被打包。
test	test 范围依赖在编译和运行时都不需要，它们只有在测试编译和测试运行阶段可用， 比如：junit。由于运行时不需要所以test范围依赖不会被打包。
system	system 范围依赖与 provided 类似，但是你必须显式的提供一个对于本地系统中 JAR 文件的路径，需要指定 systemPath 磁盘路径，system依赖不推荐使用。

2. 项目中添加的坐标，并指定依赖范围。

<dependencies>
	<dependency>
	    
	    <groupId>javax.servletgroupId>
	    
	    <artifactId>servlet-apiartifactId>
	    
	    <version>3.1.0version>
	
	    <scope>providedscope>
	dependency>
	
	<dependency>
	    <groupId>javax.servlet.jspgroupId>
	    <artifactId>jsp-apiartifactId>
	    <version>2.1.2version>
	    <scope>providedscope>
	dependency>
	
	<dependency>
	    <groupId>junitgroupId>
	    <artifactId>junitartifactId>
	    <version>4.13version>
	
	    
	    <scope>testscope>
	dependency>
dependencies>