Java Web 拾遺

許是年紀(jì)大了，老是回憶起以前的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。翻看當(dāng)初的代碼，如同偶遇多年未見(jiàn)的前女友，曾經(jīng)一起深入交流的情誼在頷首之間消散，令人煩躁。

今天就來(lái)聊聊老生常談的 Java Web 開(kāi)發(fā)。緣于一個(gè)簡(jiǎn)單的Spring Boot項(xiàng)目改造，筆者看著一坨注解和配置，苦于拾掇記憶的痛苦，擇其一二記錄，紀(jì)念逝去的青春。

本文對(duì)新手有一定幫助，大家笑過(guò)勿噴。

JSP + JavaBean

筆者學(xué)生時(shí)代接觸了JSP，作為遠(yuǎn)古產(chǎn)物，現(xiàn)在已難覓蹤跡，但與它一同出現(xiàn)的JavaBean，卻一直留傳了下來(lái)。

在任何開(kāi)發(fā)模式下，都需要一套規(guī)范，JavaBean 就是符合這些規(guī)范的類(lèi)/對(duì)象，比如：

所有字段為 private（不允許外部直接訪(fǎng)問(wèn)，避免以后重命名/刪除等操作引發(fā)依賴(lài)故障）
提供默認(rèn)構(gòu)造方法（方便外部實(shí)例化）
提供 getter 和 setter（自定義屬性的讀寫(xiě)邏輯）
實(shí)現(xiàn) serializable 接口（序列化支持）

注意，JavaBean 不是 POJO，因?yàn)樗枰椒ā⑹录忍幚砗晚憫?yīng)業(yè)務(wù)。它包含所有的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯，開(kāi)發(fā)時(shí)在 HTML 中嵌入后端代碼調(diào)用它們，如下所示：

<%@ page language="java" import="java.util.*,com.cy.bean.*" pageEncoding="utf-8"%>
<%
String path = request.getContextPath();
%>

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html>
  <head>
    <base href="<%=path%>">
  </head>

  <body>
    <%CheckUserBean cub=new CheckUserBean(); %>
  <jsp:useBean id="user" class="com.cy.bean.UserBean" scope="request"></jsp:useBean>
  <jsp:getProperty property="name" name="user"/>
  <jsp:setProperty property="password" name="user"/>
  <%if(cub.checkUser(user)) {%>
  <jsp:forward page="success.jsp"></jsp:forward>
  <%}else{%>
  <jsp:forward page="fail.jsp"></jsp:forward>
  <%} %>
  </body>
</html>

上述有 UserBean 和 CheckUserBean 兩個(gè) JavaBean，其中 UserBean 用于展示數(shù)據(jù)及接收用戶(hù)輸入，CheckUserBean 用于判斷用戶(hù)是否合法。

后來(lái)，JavaBean 的一些特征被開(kāi)發(fā)人員沿用下來(lái)，同時(shí)概念簡(jiǎn)化為Bean，推廣至更多的框架。對(duì)大部分后起的語(yǔ)言（比如 C#）來(lái)說(shuō)，因?yàn)橛?Java 幫忙踩的坑，它們往往在語(yǔ)言設(shè)計(jì)之初就提供了語(yǔ)言特性來(lái)更方便自然地貼合這些規(guī)范。

Servlet

JSP + JavaBean 的模式有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即隱性的頁(yè)面跳轉(zhuǎn)（數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)），提高了開(kāi)發(fā)過(guò)程中的出錯(cuò)概率，比如同一個(gè)頁(yè)面可能由多個(gè)不同頁(yè)面跳轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，而相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不相同，開(kāi)發(fā)人員要考慮所有可能的情況，并提供相應(yīng)的 JavaBean 承接這些數(shù)據(jù)。同樣隨著業(yè)務(wù)發(fā)展，這種跳轉(zhuǎn)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都會(huì)經(jīng)常發(fā)生變更，開(kāi)發(fā)維護(hù)成本極高。

于是增加了Servlet（一般繼承自HttpServlet，該類(lèi)定義了幾個(gè)簡(jiǎn)單明了的方法，此處不贅述）來(lái)處理請(qǐng)求、填充 JavaBean/調(diào)用 JavaBean 方法、選擇返回哪個(gè)視圖等，并且加上了路由的配置，形成了基礎(chǔ)的MVC模式。

路由的配置在web.xml中，如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app>
    <!-- other configrations -->

    <!-- 聲明 servlet -->
    <servlet>
        <servlet-name>login</servlet-name>
        <servlet-class>com.cy.servlet.LoginServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <!-- 路由配置 -->
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>login</servlet-name>
        <url-pattern>/login</url-pattern>
    </servlet-mapping>

</web-app>

值得一提的是，出現(xiàn)了Filter（過(guò)濾器）的概念，即在 servlet 處理請(qǐng)求之前和返回響應(yīng)之后的中間處理器，可以提供與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的通用功能，比如身份校驗(yàn)、限流、異常處理等。這種 AOP 理念非常好，也一直保留至今。

同樣， Filter 也需要配置，如下：

<web-app>
    <!-- other configrations -->

     <filter>
         <filter-name>jsp</filter-name>
         <filter-class>com.cy.filter.DemoFilter</filter-class>
     </filter>
     <filter-mapping>
         <filter-name>jsp</filter-name>
         <url-pattern>/*</url-pattern>
     </filter-mapping>

</web-app>

注意，Servlet 須運(yùn)行于 Servlet 容器（如Tomcat）中。

Struts

為了提高開(kāi)發(fā)效率，在 Servlet 基礎(chǔ)上，提供了一些通用模塊和工具，制定一套規(guī)范，形成一個(gè)框架，最知名的當(dāng)屬Struts，它有 1、2 兩個(gè)版本。這兩個(gè)版本并非簡(jiǎn)單的升級(jí)，而是整個(gè)設(shè)計(jì)的更替。

Struts1

Struts1 使用一個(gè)單例核心ActionServlet接收所有請(qǐng)求，請(qǐng)求數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為ActionForm，然后依據(jù)配置（struts-config.xml中的ActionMapping）分發(fā)給不同的Action。Action 一般只包含一個(gè) excute 方法用于處理業(yè)務(wù)。

Struts1 很明顯的缺點(diǎn)導(dǎo)致現(xiàn)在基本沒(méi)人會(huì)去用：

配置繁瑣
ActionServlet 單例模式，須考慮線(xiàn)程安全
依賴(lài) Web 容器，單元測(cè)試不方便

Struts2

于是Struts2被推出。

它使用Interceptor（攔截器） + Controller（即 Struts1 中的 Action）的模式，使得整個(gè)處理流程擴(kuò)展性大大提高了。

同時(shí)它擯棄了單例模式，每次都會(huì)實(shí)例化新的 Controller 處理請(qǐng)求（其中可包含任意多的方法用以執(zhí)行不同業(yè)務(wù)），不用擔(dān)心線(xiàn)程安全問(wèn)題，缺點(diǎn)是并發(fā)量高的時(shí)候?qū)ο髮?shí)例激增內(nèi)存吃緊。

框架借助本身的攔截機(jī)制，將請(qǐng)求和響應(yīng)數(shù)據(jù)映射為 POJO，實(shí)現(xiàn)了 Controller 對(duì)HttpServletRequest和HttpServletResponse這樣的原生 Servlet 對(duì)象的剝離，即 Controller 不依賴(lài)于 Web 容器，可以方便地單元測(cè)試了。

還記得上面 Servlet 的過(guò)濾器嗎，Struts2 攔截器和它的原理一樣，只不過(guò)前者面對(duì)所有請(qǐng)求，后者針對(duì)的是某個(gè)具體的 Controller。當(dāng)然，Struts2 同時(shí)使用了兩者。

相比 Struts1，Struts2 有了質(zhì)的飛躍，然而沒(méi)過(guò)幾年，它的榮光也被后起之秀所掩蓋。

Spring MVC

說(shuō)起Spring MVC，不得不先說(shuō)說(shuō)Spring。

Spring

Spring是 Java 平臺(tái)流行的 IOC 和 AOP 框架，雖然它本身不針對(duì)特定的使用場(chǎng)景，但是 Java 平臺(tái)的 Web 基因一開(kāi)始就影響著它，所以我們慣常使用它來(lái)開(kāi)發(fā)后端服務(wù)。Spring 官方有專(zhuān)門(mén)的子項(xiàng)目Spring Web，Spring MVC 就是 Spring Web 的子模塊。Spring Web 包含很多其它模塊，如Spring WebFlux、Spring Web Service、Spring WebSocket等。

Java 后半程在移動(dòng)端大放異彩，有另一個(gè) IOC 框架Dagger在背后默默支持，可參看筆者寫(xiě)的
從零開(kāi)始擼一個(gè)App-Dagger2 ，此處不贅述。

IOC

我們可以通過(guò)在 XML 文件（使用ClassPathXmlApplicationContext加載）中配置 Bean，然后在代碼中使用@Autowired或@Resource（來(lái)自 JSR-250，JDK 內(nèi)置）注入 Bean 實(shí)例（作用域可通過(guò)scope設(shè)置，默認(rèn)是單例）。

XML 配置稍顯繁瑣，Sping2.5 開(kāi)始支持注解注入，只要在 XML 中配置<context:component-scan>（對(duì)應(yīng)的有@ComponentScan注解），Spring 便會(huì)自動(dòng)掃描指定包中的所有類(lèi)，查找如@Component,@Service,@Repository,@Controller等注解修飾的類(lèi)，并創(chuàng)建相應(yīng)的 Bean。當(dāng)然，這種方式只能配置本項(xiàng)目?jī)?nèi)的類(lèi)。

為了使注解方式可以注入第三方類(lèi)，從 3.0 開(kāi)始，Spring 引入了@Configuration。使用 @Configuration 注解修飾的類(lèi)（使用AnnotationConfigApplicationContext加載）中，可使用@Bean注解修飾返回 Bean 的方法。我們?nèi)粢獜?fù)用它處定義的配置類(lèi)，可使用@Import注解，它的作用類(lèi)似于將多個(gè) XML 配置文件導(dǎo)入到單個(gè)文件。

XML 配置和注解配置也可以混用，比如使用@ImportResource注解引入 XML 文件。

AOP

Spring 還是提供了 AOP 功能。

AOP 分為靜態(tài) AOP 和動(dòng)態(tài) AOP。靜態(tài) AOP 是將切面代碼直接編譯到源代碼中，如 Java 平臺(tái)的AspectJ實(shí)現(xiàn)；動(dòng)態(tài) AOP 是指將切面代碼運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)織入。Spring 的 AOP 為動(dòng)態(tài) AOP，實(shí)現(xiàn)的技術(shù)為 JDK 提供的動(dòng)態(tài)代理技術(shù)和CGLIB(動(dòng)態(tài)字節(jié)碼增強(qiáng)技術(shù))，兩者區(qū)別如下：

JDK 動(dòng)態(tài)代理利用攔截器（必須實(shí)現(xiàn) InvocationHandler）加上反射機(jī)制生成一個(gè)代理接口的匿名類(lèi)，在調(diào)用具體方法前調(diào)用 InvokeHandler 來(lái)處理；CGLIB 利用ASM框架，將目標(biāo)類(lèi)生成的 class 文件加載進(jìn)來(lái)，通過(guò)修改其字節(jié)碼生成子類(lèi)來(lái)處理。
JDK 動(dòng)態(tài)代理的目標(biāo)類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)某個(gè)接口，只有接口中的方法才能夠被代理；CGLIB 無(wú)此限制，但是因?yàn)椴捎玫氖抢^承模式，所以目標(biāo)類(lèi)或方法不能為 final。
在 Java1.8 之后，大部分場(chǎng)景下，JDK 動(dòng)態(tài)代理的效率都要優(yōu)于 CGLIB。

兩者盡管實(shí)現(xiàn)技術(shù)不一樣，但都是基于代理模式，都是生成一個(gè)代理對(duì)象。

Spring 會(huì)根據(jù)目標(biāo)類(lèi)是否實(shí)現(xiàn)接口來(lái)決定使用 JDK 動(dòng)態(tài)代理還是 CGLIB，當(dāng)然在符合條件時(shí)也可以強(qiáng)制使用 CGLIB（<aop:aspectj-autoproxy proxyt-target-class="true"/>）。

Spring AOP 涉及到的注解包括@Aspect、@Pointcut、@Before、@After、@AfterReturning、@AfterThrowing、@Around、@EnableAspectJAutoProxy等，此處不詳述。

Spring MVC 同樣是基于 Servlet，像是 IOC 版的 Struts2，當(dāng)然由于 IOC 的引入，兩者的概念和組件大相徑庭，但是處理請(qǐng)求的主干是一致的。

Spring MVC 支持的頁(yè)面渲染實(shí)現(xiàn)，并不包含 JSP。而是Thymeleaf、Freemarker等。

Spring Boot

最后來(lái)談?wù)?Spring Boot，它是建立在 Spring 之上的一個(gè)快速開(kāi)發(fā)框架，旨在簡(jiǎn)化 Spring 應(yīng)用的初始搭建以及開(kāi)發(fā)過(guò)程。它通過(guò)提供默認(rèn)配置、Starter dependencies等特性，極大地減少了項(xiàng)目的配置工作。

同樣的，它不獨(dú)屬于 Web 開(kāi)發(fā)，但我們主要還是在 Web 領(lǐng)域使用它。

@ConfigurationProperties

在 Spring Boot 項(xiàng)目中，我們常將大量的參數(shù)配置在 application.properties（Spring）或 application.yml 文件中，然后通過(guò)@Value取值，如下：

@Value("${db.userName}")
private String userName;

其實(shí)通過(guò)@ConfigurationProperties注解，我們可以更清爽地獲取這些參數(shù)值：

//@Component 注入
@ConfigurationProperties(prefix="db")
public class DbConfiguration{
  public String userName;
}

@ConfigurationProperties 并不表示成為 Spring Bean，除非配置類(lèi)同時(shí)標(biāo)注 @Component 之類(lèi)的注解，或者在使用方標(biāo)注@EnableConfigurationProperties注解（建議后者，即按需索取，而非全局可見(jiàn)）：

@EnableConfigurationProperties(DbConfiguration.class)
public class Invoker{

    @Autowired
    DbConfiguration dbConfiguration;
}

spring.factories

如果你正在編寫(xiě)一個(gè)基于 Spring 的類(lèi)庫(kù)，其中很多對(duì)象都是以 Bean 的形式注入使用的，所以你當(dāng)然希望使用這個(gè)類(lèi)庫(kù)的第三方項(xiàng)目可以將這些對(duì)象事先加載到容器中。

你可以在 ReadMe 中寫(xiě)明“XX 類(lèi)及 XXX 類(lèi) 及……必須在項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)實(shí)例化到容器中”，如此使用方知道他必須采用 XML 或 @Configuration 等方式寫(xiě)上一大段和業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的配置代碼。

或者你可以使用 spring.factories 方案。spring.factories 其實(shí)是 Spring boot 提供的SPI機(jī)制，使用方的項(xiàng)目（需要在入口類(lèi)中標(biāo)注@EnableAutoConfiguration注解）會(huì)基于SpringFactoriesLoader檢索ClassLoader中所有 jar（包括ClassPath下的所有模塊）引入的META-INF/spring.factories文件，基于文件中的接口自動(dòng)加載對(duì)應(yīng)的 @Configuration 修飾的類(lèi)并且注冊(cè)到容器中。

spring.factories 為模塊化、配置化提供了基石，我們經(jīng)常引用的諸如“xxx-spring-boot-starter”的類(lèi)庫(kù)，基本上就是使用了該方案。

ps：自 Spring Boot 3.0 始，由META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports替代 META-INF/spring.factories，內(nèi)容格式有所變化，原理不變。

Spring Boot 3.0 是一個(gè)比較大的改版，影響最大的改動(dòng)是必須使用 JDK17 及以上版本。

由于我們常將 @ComponentScan、@SpringBootConfiguration（同 @Configuration）、@EnableAutoConfiguration 一起使用，Spring Boot 干脆出了一個(gè)@SpringBootApplication注解，將三者合一。

Spring Boot 對(duì) AOP 的使用進(jìn)行了一些改動(dòng)，此處不贅述。

內(nèi)置常見(jiàn)的服務(wù)器（如 Tomcat、Jetty），無(wú)需單獨(dú)部署。

Spring Boot 雖然是一個(gè)非常成熟的拆箱即用框架，但在微服務(wù)場(chǎng)景下就顯得過(guò)于笨重了。后續(xù)有緣的話(huà)筆者會(huì)再來(lái)聊聊 Java 平臺(tái)更適合微服務(wù)運(yùn)行的幾個(gè)框架。

posted @ 2024-09-25 10:35 萊布尼茨閱讀(658) 評(píng)論(0) 收藏舉報(bào)

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