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JavaEE学习：从入门到初级实战指南

标签：

Java Spring Cloud SSM

概述

JavaEE学习涵盖了从环境搭建到实战项目的全面内容，包括JavaEE架构特点、开发工具配置、第一个JavaEE应用程序实例、数据库连接与JDBC使用等。此外，文章还介绍了常用框架如Spring和Hibernate的基本使用方法，并详细解析了项目实战中的关键技术点。

JavaEE学习：从入门到初级实战指南

JavaEE简介与环境搭建

JavaEE的定义与特点

JavaEE (Java Platform, Enterprise Edition) 是由Oracle提供的企业级应用平台。JavaEE架构旨在通过标准的API和组件模型为企业级应用提供一个跨平台的开发环境。其主要特点包括：

可移植性：JavaEE规范保证了应用在不同服务器和操作系统之间具有高度的可移植性。
可扩展性：支持多线程操作，允许应用程序根据需要动态增加或减少资源。
独立性：JavaEE应用与底层操作系统和硬件的独立性，使开发人员可以专注于业务逻辑的实现。
安全性：企业级应用对数据的保护要求很高，JavaEE提供了多种安全模型和机制来确保应用的安全性。
多层架构：JavaEE支持客户端、服务器端和企业资源的三层架构，这种架构可以有效地分布应用的逻辑和处理。

开发环境的搭建步骤与工具介绍

开发JavaEE应用，你需要安装和配置以下工具：

Java开发工具包（JDK）：Java SE 8及以上版本。
集成开发环境（IDE）：推荐使用Eclipse或IntelliJ IDEA。
应用服务器：Tomcat、JBoss (WildFly)、WebSphere、Oracle WebLogic Server等。
数据库：MySQL、Oracle、SQL Server等。

搭建步骤

安装JDK：从Oracle官方网站下载JDK并安装。配置环境变量JAVA_HOME和PATH。
安装IDE：下载并安装Eclipse或IntelliJ IDEA。
安装应用服务器：下载并安装Tomcat，并配置环境变量CATALINA_HOME和CATALINA_BASE。
安装数据库：下载并安装MySQL或其他数据库，并配置数据库连接。
配置IDE与服务器：在IDE中配置服务器连接。

第一个JavaEE应用程序实例

创建一个简单的JavaEE应用程序，用于显示"Hello World"。

创建动态Web项目：
- 打开Eclipse，选择File -> New -> Dynamic Web Project。
- 设置项目名称，如HelloWorldWeb。
- 选择Dynamic Web Module版本，如3.1。
- 完成创建。
创建Servlet类：
- 右键项目，选择New -> Servlet。
- 设置Servlet名称，如HelloWorldServlet。
- 选择Dynamic Web Project，并设置Servlet类名。
- 完成创建。

编写Servlet代码：

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class HelloWorldServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setContentType("text/html");
        response.getWriter().println("<h1>Hello World!</h1>");
    }
}

配置Web.xml：

在WEB-INF目录下找到web.xml文件，添加Servlet的映射。

<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee
         http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"
         version="3.1">
    <servlet>
        <servlet-name>HelloWorldServlet</servlet-name>
        <servlet-class>HelloWorldServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>HelloWorldServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

运行项目：

选中项目，右键点击Run As -> Run on Server，选择你配置好的Tomcat服务器。

JavaWeb基础

JavaWeb的核心概念与术语

JavaWeb开发使用了许多核心概念和术语，这些术语包括：

Servlet：Servlet是一个运行在Web服务器上的Java类，用于生成动态内容，并响应客户端的请求。
JSP：JavaServer Pages是一种动态网页技术，允许你在HTML编码中嵌入Java代码。
HTTP：超文本传输协议，用于客户端（如浏览器）和服务器之间传输数据。
MIME类型：指明一个资源的类型，服务器和客户端通过MIME类型来识别文件类型。
Session：用于跟踪用户会话的机制。
Cookie：客户端存储在浏览器中的小型数据文件，用于存储用户信息。

Servlet与JSP的基本使用方法

Servlet的使用方法：

创建Servlet类：

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class SimpleServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        out.println("<h1>Hello, Servlet!</h1>");
    }
}

配置Web.xml：

<servlet>
    <servlet-name>SimpleServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.example.SimpleServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>SimpleServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/simple</url-pattern>
</servlet-mapping>

JSP的使用方法：

创建JSP页面：

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8"%>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>JSP Page</title>
</head>
<body>
    <h1>Hello, JSP!</h1>
</body>
</html>

页面中嵌入Java代码：

<%!
int count = 0;
%>

<%
count++;
%>

<h1>Page visited <%= count %> times.</h1>

Web.xml配置文件解析

Web.xml是JavaWeb应用的配置文件，包含两个主要部分：<servlet>和<servlet-mapping>。

<servlet>：定义Servlet的名称和类名。

<servlet>
  <servlet-name>SimpleServlet</servlet-name>
  <servlet-class>com.example.SimpleServlet</servlet-class>
</servlet>

<servlet-mapping>：定义Servlet的URL映射。

<servlet-mapping>
  <servlet-name>SimpleServlet</servlet-name>
  <url-pattern>/simple</url-pattern>
</servlet-mapping>

数据库连接与JDBC使用

数据库基础与JDBC简介

JDBC (Java Database Connectivity) 是Java中用于连接数据库的标准API。它允许Java程序访问不同的数据库系统，包括MySQL、Oracle、SQL Server等。

JDBC连接数据库的步骤与代码示例

导入JDBC驱动：

在项目中导入数据库的JDBC驱动。例如，对于MySQL，可以使用mysql-connector-java。

注册驱动：

Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

建立连接：

Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");

执行SQL语句：

Statement stmt = conn.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM mytable");

处理结果集：

while (rs.next()) {
    System.out.println(rs.getString("column1"));
}

关闭资源：
```
rs.close();
stmt.close();
conn.close();
```

数据库操作：增删改查

查询（Query）：

public List<String> selectAll() {
    List<String> result = new ArrayList<>();
    Connection conn = null;
    Statement stmt = null;
    ResultSet rs = null;
    try {
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");
        stmt = conn.createStatement();
        rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM mytable");
        while (rs.next()) {
            result.add(rs.getString("column1"));
        }
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (rs != null) rs.close();
            if (stmt != null) stmt.close();
            if (conn != null) conn.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return result;
}

插入（Insert）：

public void insert(String data) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    try {
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");
        String sql = "INSERT INTO mytable (column1) VALUES (?)";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        pstmt.setString(1, data);
        pstmt.executeUpdate();
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (pstmt != null) pstmt.close();
            if (conn != null) conn.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

更新（Update）：

public void update(String id, String newData) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    try {
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");
        String sql = "UPDATE mytable SET column1 = ? WHERE id = ?";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        pstmt.setString(1, newData);
        pstmt.setString(2, id);
        pstmt.executeUpdate();
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (pstmt != null) pstmt.close();
            if (conn != null) conn.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

删除（Delete）：

public void delete(String id) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    try {
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");
        String sql = "DELETE FROM mytable WHERE id = ?";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        pstmt.setString(1, id);
        pstmt.executeUpdate();
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (pstmt != null) pstmt.close();
            if (conn != null) conn.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

JavaEE框架初探

常用JavaEE框架简介

JavaEE框架常用于简化开发和提高代码复用性。常用的框架包括：

Spring：一个轻量级框架，提供依赖注入、AOP（面向切面编程）等特性。
Hibernate：一个对象关系映射框架，用于简化数据库操作。
Struts：用于构建Web应用的MVC框架。

框架的基本使用方法与配置

Spring框架简介与使用

引入依赖：

在pom.xml中引入Spring依赖。

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>5.3.10</version>
</dependency>

配置Spring Bean：

使用XML配置文件或Java配置类定义Bean。

XML配置：

<bean id="myBean" class="com.example.MyBean" />

Java配置：

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MyBean myBean() {
        return new MyBean();
    }
}

依赖注入：

@Component
public class MyService {
    @Autowired
    private MyBean myBean;
}

具体应用实例：

创建实体类：

@Entity
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy=GenerationType.AUTO)
    private Long id;
    private String username;
    private String password;

    // getters and setters
}

配置Spring Bean：

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public EntityManagerFactory entityManagerFactory() {
        LocalContainerEntityManagerFactoryBean bean = new LocalContainerEntityManagerFactoryBean();
        bean.setDataSource(dataSource());
        bean.setPackagesToScan("com.example");
        bean.setPersistenceUnitName("myPU");
        return bean.getObject();
    }

    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource();
        dataSource.setDriverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        dataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
        dataSource.setUsername("root");
        dataSource.setPassword("password");
        return dataSource;
    }
}

定义Service和Repository：

@Component
public class UserService {
    @Autowired
    private EntityManager entityManager;

    public void saveUser(User user) {
        entityManager.persist(user);
    }

    public User getUser(Long id) {
        return entityManager.find(User.class, id);
    }
}

创建控制器：

@Controller
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/users/{id}")
    public String getUser(@PathVariable Long id, Model model) {
        User user = userService.getUser(id);
        model.addAttribute("user", user);
        return "user";
    }
}

Hibernate框架简介与使用

配置Hibernate：

在persistence.xml中配置Hibernate。

<persistence xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence"
             xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
             xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence/persistence_2_1.xsd"
             version="2.1">
    <persistence-unit name="myPU" transaction-type="RESOURCE_LOCAL">
        <class>com.example.MyEntity</class>
        <properties>
            <property name="javax.persistence.jdbc.driver" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver"/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/mydb"/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.user" value="root"/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.password" value="password"/>
        </properties>
    </persistence-unit>
</persistence>

操作实体：

public class MyEntity {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy=GenerationType.AUTO)
    private Long id;
    private String name;
    // getters and setters
}

EntityManagerFactory factory = Persistence.createEntityManagerFactory("myPU");
EntityManager em = factory.createEntityManager();
EntityTransaction tx = em.getTransaction();
tx.begin();
MyEntity entity = new MyEntity();
entity.setName("Test");
em.persist(entity);
tx.commit();
em.close();
factory.close();

框架在项目中的应用实例

假设有一个简单的JavaEE项目，包含一个用户管理系统，使用Spring和Hibernate。

创建实体类：

@Entity
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy=GenerationType.AUTO)
    private Long id;
    private String username;
    private String password;

    // getters and setters
}

配置Spring Bean：

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public EntityManagerFactory entityManagerFactory() {
        LocalContainerEntityManagerFactoryBean bean = new LocalContainerEntityManagerFactoryBean();
        bean.setDataSource(dataSource());
        bean.setPackagesToScan("com.example");
        bean.setPersistenceUnitName("myPU");
        return bean.getObject();
    }

    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource();
        dataSource.setDriverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        dataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
        dataSource.setUsername("root");
        dataSource.setPassword("password");
        return dataSource;
    }
}

定义Service和Repository：

@Component
public class UserService {
    @Autowired
    private EntityManager entityManager;

    public void saveUser(User user) {
        entityManager.persist(user);
    }

    public User getUser(Long id) {
        return entityManager.find(User.class, id);
    }
}

创建控制器：

@Controller
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/users/{id}")
    public String getUser(@PathVariable Long id, Model model) {
        User user = userService.getUser(id);
        model.addAttribute("user", user);
        return "user";
    }
}

JavaEE安全机制

Web应用的安全性问题与解决方案

Web应用面临多种安全性问题，包括：

SQL注入：攻击者通过在Web表单中插入恶意SQL代码，尝试获取未经授权的数据。
XSS（跨站脚本）：攻击者在客户端浏览器上执行恶意脚本，劫持用户会话。
CSRF（跨站请求伪造）：攻击者伪造来自受信任用户的身份，执行恶意操作。

用户认证与授权机制

认证：验证用户身份的过程，常用的方法包括：

表单认证：通过登录表单提交用户名和密码。
OAuth：第三方认证，如Google、Facebook。

授权：确定用户权限的过程，常用的方法包括：

角色基础授权：基于用户角色分配权限。
权限基础授权：基于具体操作权限分配。

示例代码：使用Spring Security进行用户认证和授权。

添加依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

配置Spring Security：

@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.inMemoryAuthentication()
            .withUser("user").password(passwordEncoder().encode("password")).roles("USER");
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/admin").hasRole("ADMIN")
                .antMatchers("/user").hasAnyRole("USER", "ADMIN")
                .anyRequest().authenticated()
            .and()
                .formLogin()
                .loginPage("/login")
                .permitAll()
            .and()
                .logout()
                .permitAll();
    }

    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}

安全编码实践

输入验证：确认输入数据的格式和内容。
SQL注入防范：使用预编译语句或ORM框架。
XSS防范：使用Web框架提供的安全功能。
CSRF防范：使用防伪令牌。

示例代码：使用防伪令牌防止CSRF攻击。

@GetMapping("/link")
public String getLink(@ModelAttribute("token") String token) {
    if (!token.equals(session.getAttribute("token"))) {
        throw new IllegalStateException("Invalid token");
    }
    // process the request
    return "result";
}

JavaEE项目实战

一个简单的JavaEE项目开发流程

需求分析：用户管理系统，支持用户注册、登录、查询、修改和删除。

设计阶段：

数据库设计：
- 用户表：包含用户ID、用户名、密码等字段。
业务逻辑设计：
- 用户服务类，用于处理用户注册、登录等逻辑。
Web界面设计：
- 注册页面、登录页面、用户列表页面等。

实现阶段：

创建实体类：

@Entity
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy=GenerationType.AUTO)
    private Long id;
    private String username;
    private String password;

    // getters and setters
}

创建Service类：

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    public User registerUser(User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    public User getUserById(Long id) {
        return userRepository.findById(id).orElse(null);
    }
}

创建Repository接口：

@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
}

创建控制器：

@Controller
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/users")
    public String listUsers(Model model) {
        List<User> users = userService.getAllUsers();
        model.addAttribute("users", users);
        return "users";
    }

    @GetMapping("/register")
    public String registerForm(Model model) {
        User user = new User();
        model.addAttribute("user", user);
        return "register";
    }

    @PostMapping("/register")
    public String registerSubmit(@ModelAttribute("user") User user) {
        userService.registerUser(user);
        return "redirect:/users";
    }
}

实战项目中的关键技术点解析

关键技术点：

Spring MVC：用于构建基于MVC模式的Web应用。
Spring Data JPA：简化数据库操作。
Thymeleaf：模板引擎，用于生成动态HTML页面。

示例代码：使用Thymeleaf生成动态HTML页面。

<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <title>User List</title>
</head>
<body>
    <h1>User List</h1>
    <table>
        <tr>
            <th>ID</th>
            <th>Username</th>
        </tr>
        <tr th:each="user : ${users}">
            <td th:text="${user.id}"></td>
            <td th:text="${user.username}"></td>
        </tr>
    </table>
</body>
</html>

项目部署与测试

部署：

打包项目：使用Maven或Gradle打包项目。
部署到服务器：将打包好的War或Jar文件部署到应用服务器（如Tomcat）。

测试：

单元测试：使用JUnit进行业务逻辑单元测试。
集成测试：使用Selenium进行Web界面集成测试。
性能测试：使用JMeter进行压力测试。

示例代码：使用JUnit进行单元测试。

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class UserServiceTest {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @Test
    public void testRegisterUser() {
        User user = new User();
        user.setUsername("testuser");
        user.setPassword("testpassword");

        User registeredUser = userService.registerUser(user);
        assertNotNull(registeredUser.getId());
    }
}

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