Skip to content

theory.md

Latest commit

 

History

History
310 lines (214 loc) · 20.8 KB

theory.md

File metadata and controls

310 lines (214 loc) · 20.8 KB

1. Java-сервлеты. Особенности реализации, ключевые методы, преимущества и недостатки относительно CGI и FastCGI.

Cервлет — это серверный сценарий, написанный на Java

Особенности реализации

  • Жизненный Цикл

Сервлеты имеют жизненный цикл, управляемый контейнером сервлетов (веб-контейнером). Методы init(), service(), и destroy() основные в этом цикле.

  • Потокобезопасность

Одному экземпляру сервлета могут одновременно обращаться несколько потоков. Это нужно учитывать для обеспечения потокобезопасности.

  • Конфигурация

Можно настроить через аннотации или в web.xml.

Ключевые методы

  • init(): вызывается при инициализации сервлета.
  • doGet(), doPost(): обрабатывают GET и POST запросы соответственно.
  • service(): выбирает конкретный метод для обработки в зависимости от типа HTTP-запроса.
  • destroy(): вызывается при завершении работы сервлета.

Преимущества относительно CGI и FastCGI

  • Производительность: Сервлеты более производительны, так как они работают в отдельных потоках на веб-контейнере. В CGI, для каждого запроса создается новый процесс, что тяжелее с точки зрения системных ресурсов.
  • Полноценный API: Сервлеты имеют доступ к мощному Java API, включая возможности для работы с сетью, базами данных и т.д.
  • Портабельность: Благодаря JVM, сервлеты могут работать на любой операционной системе без изменения кода.

Недостатки относительно CGI и FastCGI

  • Стартовые затраты по ресурсам: Сервлеты требуют больше памяти при инициализации по сравнению с FastCGI.
  • Возможны конфликты при параллельной обработке запросов

2. Контейнеры сервлетов

Контейнер сервлетов — это часть веб-сервера, которая управляет жизненным циклом сервлетов, маршрутизацией запросов, и другими задачами.

Жизненный цикл сервлета

  1. Загрузка класса сервлета
  2. Создание экземпляра сервлета (отвечает веб-контейнер)
  3. Инициализация: Вызывается метод init().
  4. Обработка запросов (service): Методы doGet(), doPost(), и т.д. вызываются в зависимости от типа запроса.
  5. Завершение: Вызывается метод destroy().

3. Диспетчеризация запросов в сервлетах. Фильтры сервлетов.

Диспетчеризация запросов в сервлетах

  • Сервлеты могут делегировать обработку запросов другим ресурсам (сервлетам, JSP и HTML-страницам).
  • Диспетчеризация осуществляется с помощью реализаций интерфейса javax.servlet.RequestDispatcher.
  • Два способа получения RequestDispatcher — через ServletRequest (абсолютный или относительный URL) и ServletContext (только абсолютный URL).
  • Два способа делегирования обработки запроса — forward и include.

Фильтр сервлетов

Сервлетный фильтр занимается пред- и постобработкой запроса до и после передачи ресурсу.

Основой для формирования фильтров служит интерфейс javax.servlet.Filter, который реализует три метода:

void init (FilterConfig config) throws ServletException;

void destroy ();

void doFilter (ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException; - передает управление след. фильтру / ресурсу => возможна реализация последовательностей фильтров для обработки одного и того же запроса.

4. HTTP-сессии

Назначение: Сохранение состояния между различными запросами от одного и того же пользователя, привязана к конкретному приложению

Взаимодействие с сессией: Сервлеты взаимодействуют с сессией через интерфейс HttpSession, позволяет идентифицировать клиента при обработке множества HTTP запросов от него. Экземпляр создается при первом обращении и сохраняется опр. время.

HttpSession session = request.getSession();
session.setAttribute("username", "John");

Способы передачи идентификатора сессии: Cookies, добавление к URL, Hidden Form Fields. Если удалить - создастся новая сессия

5. Контекст сервлета - назначение, способы взаимодействия сервлетов с контекстом.

Контекст сервлета - API, с помощью которого сервлет может взаимодействовать со своим контейнером.

Назначение: Хранение данных, которые доступны всем сервлетам в приложении.

Взаимодействие: Сервлеты взаимодействуют с контекстом через интерфейс ServletContext.

ServletContext context = getServletContext();
context.setAttribute("globalData", "someValue");

На каждом экземпляре JVM контейнером создается свой контекст

6. JavaServer Pages (JSP)

JSP страницы - текстовые файлы, содержащие статический HTML и JSP-элементы

Особенности

  • Внедрение Java-кода в HTML: Возможность использовать Java-код внутри HTML-страницы.

Преимущества и недостатки

  • Преимущества: Удобство в создании динамических страниц, разделение бизнес-логики и представления, высокая производительность, платф.-назвис., Java API.
  • Недостатки: Сложность поддержки и отладки, конфликты при || обработке запросов

Область применения

  • Генерация динамического HTML, создание простых веб-приложений.

7. Жизненный цикл JSP

  1. Трансляция JSP в код сервлета (.jsp -> .java)
  2. Компиляция сервлета (.java -> .class)
  3. Загрузка сервлета веб-контейнером
  4. Создание экземпляра сервлета
  5. Инициализация: Вызывается метод init().
  6. Обработка запросов (_jspService): Методы doGet(), doPost(), и т.д. вызываются в зависимости от типа запроса.
  7. Завершение: Вызывается метод destroy().

8. Структура JSP-страницы. Комментарии, директивы, объявления, скриптлеты и выражения.

Комментарии (3 типа):

  1. <%-- Это JSP-комментарий, виден только в JSP коде, не виден в response и сервлете --%>

  2. <!-- Это HTML комментарий, появится в response -->

  3. <%

    /* Это Java коммент, появится в сервлете, но не появится в response */

    %>

Директивы

Управляют процессом трансляции страницы в сервлет

Page Directive: Управляет общим поведением страницы.

<%@ page language="java" contentType="text/html" %>

Include Directive: Включает содержимое другого файла.

<%@ include file="header.jsp" %>

Taglib Directive: Для подключения пользовательских или стандартных тегов.

<%@ taglib uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" prefix="c" %>

Объявления

Объявления JSP позволяют задавать переменные, методы, внутренние классы и так далее. Существуют на протяжении всего жизенного цикла JSP

<%! int counter = 0; %>
<%! int increment() { return counter++; } %>

Скриптлеты

Для задания Java кода, который будет выполняться при обработке запросов (при вызове _jspService)

<% int x = 10; %>

Выражения

Для вывода результат вычисления выражений

Текущее время: <%= new java.util.Date() %>

9. Правила записи Java-кода внутри JSP. Стандартные переменные, доступные в скриптлетах и выражениях.

Правила записи Java-кода

  • Код должен быть заключен в соответствующие теги (<% %> для скриптлетов, <%= %> для выражений).
  • Использование полноценных Java-конструкций (if-else, loops) допустимо внутри скриптлетов.

Стандартные переменные:

  • request: объект HttpServletRequest
  • response: объект HttpServletResponse
  • out: объект JspWriter
  • session: объект HttpSession
  • application: объект ServletContext
  • config: ServletConfig
  • page: java.lang.Object
  • exception: Throwable
  • pageContext: jsp.PageContext

10. Bean-компоненты и их использование в JSP.

JavaBeans — классы в языке Java, написанные по определённым правилам. Они используются для объединения нескольких объектов в один для удобной передачи данных. Представляют собой переиспользуемые куски кода, обычно инкапсулирующие некую бизнес-логику.

Правила описания:

  • Класс должен иметь конструктор без параметров, с модификатором доступа public. Такой конструктор позволяет инструментам создать объект без дополнительных сложностей с параметрами.
  • Свойства класса должны быть доступны через get, set и другие методы (так называемые методы доступа), которые должны подчиняться стандартному соглашению об именах. Это легко позволяет инструментам автоматически определять и обновлять содержание bean’ов.
  • Класс должен быть сериализуем. Это даёт возможность надёжно сохранять, хранить и восстанавливать состояние bean независимым от платформы и виртуальной машины способом.

Bean и JSP:

Специальные теги JSP позволяют легко интегрировать Beans в JSP-страницы.

<jsp:useBean id="user" class="com.example.User"/>
<jsp:setProperty name="user" property="name" value="John"/>
<jsp:getProperty name="user" property="name"/>

11. Стандартные теги JSP. Использование Expression Language (EL) в JSP.

Стандартные теги JSP:

  • <jsp:useBean>: Создает или восстанавливает bean-компонент.
  • <jsp:setProperty> и <jsp:getProperty>: Устанавливают и получают свойства bean-компонентов.
  • <jsp:include>: Включает содержимое другой страницы или ресурса.
  • <jsp:forward>: Перенаправляет запрос на другую страницу или ресурс.

Standard Tag Library (JSTL)

Хотя это не "стандартные" JSP-теги, JSTL часто используется в JSP для предоставления дополнительных функций через теги, такие как циклы, условные операторы и интернационализация. Например:

  • <c:out>: Выводит текст.
  • <c:forEach>: Цикл.
  • <c:if>: Условный оператор.
<html>
  <body>
    <jsp:include page="header.jsp"/>
    <c:out value="${message}"/>
  </body>
</html>

Expression Language (EL):

Expression Language (EL) в JSP предназначен для упрощения доступа к данным, хранящимся в различных областях (scopes), таких как request, session, application и так далее.

EL обеспечивает более чистый и читаемый способ доступа к атрибутам и параметрам в этих областях по сравнению с традиционными JSP-скриптлетами. Также имеет компактный синтаксис для обращения к массивам, коллекциям и тд.

Доступ к атрибутам

  • ${requestScope.attributeName}
  • ${sessionScope.attributeName}
  • ${applicationScope.attributeName}

Операции и вычисления

  • ${2 + 2} — результат будет 4.
  • ${'Hello ' + 'World'} — результат будет Hello World.

Доступ к свойствам объекта (JavaBean)

${user.name} — доступ к свойству name объекта user.

12. Параметры конфигурации JSP в дескрипторе развёртывания

Java веб-приложения используют файл дескриптора развертывания для определения какие URL будут передаваться определенному сервлету, какие URL требуют аутентификации и др.

Этот дескриптор развертывания называется web.xml и находится в WAR приложения в WEB-INF/ директории. Web.xml – часть стандарта сервлета для веб-приложений.

Конфигурация находится внутри элемента jsp-config

  • <welcome-file-list>: Устанавливает начальную страницу веб-приложения.
  • <servlet> и <servlet-mapping>: Описывают настройки сервлетов.
  • <context-param>: Общие параметры для всего веб-приложения.

13. Шаблоны проектирования и архитектурные шаблоны

Архитектурные шаблоны:

  • MVC (Model-View-Controller): Разделяет логику приложения, UI и управление пользовательским взаимодействием.

  • MVVM (Model-View-ViewModel): Расширение MVC, добавляет ViewModel для упрощения двустороннего связывания между View и Model.

  • RESTful: Архитектура, основанная на принципах REST, для создания распределенных систем.

  • Microservices: Разделяет приложение на множество независимых, небольших служб, которые могут разрабатываться, развертываться и масштабироваться независимо.

  • Layered Architecture: Разделяет приложение на слои, такие как Presentation, Business и Data Access Layer.

Основные шаблоны проектирования:

  • Factory Method: определяет общий интерфейс для создания объектов в суперклассе, позволяя подклассам изменять тип создаваемых объектов.;
  • Abstract Factory: Предоставляет интерфейс для создания семейств взаимосвязанных объектов без указания их конкретных классов.
  • Builder: Отделяет конструирование сложного объекта от его представления.
  • Prototype: Создает новый объект путем копирования существующего объекта.
  • Singleton: Гарантирует, что класс имеет только один экземпляр и предоставляет глобальную точку доступа к этому экземпляру.

14. Архитектура веб-приложений. Шаблон MVC.

  • Model: Содержит бизнес-логику. Предоставляет данные и методы работы с ними: запросы в базу данных, проверка на корректность (не зависит от представления, не знает как данные визуализировать) и контроллера (не имеет точек взаимодействия с пользователем).
  • View: Отображение данных, получение необходимых данных из модели и отправляет их пользователю
  • Controller: Обрабатывает запросы и управляет переходами, обеспечивает «связи» между пользователем и системой

Архитектурные модели Model 1 и Model 2

  • Model 1: Все обрабатывается на уровне JSP. Не рекомендуется для крупных проектов из-за отсутствия разделения логики; за обработку данных и представление отвечает один и тот же компонент

  • Model 2 (MVC): Рекомендуется для больших проектов. Использует сервлеты в качестве контроллеров и JSP для представления.

Реализация на платформе Java EE

  • Model 1: Просто JSP страницы, обработка данных и бизнес-логика встроены прямо в JSP.

  • Model 2: Использует JavaBeans или EJB для бизнес-логики, сервлеты в качестве контроллеров и JSP для представления. Поддерживает разделение логики и представления, что облегчает разработку и тестирование.

Фреймворки для реализации: Apache Struts, Apache Velocity, JSF