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Java全栈资料入门教程

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概述

本文提供了关于Java全栈资料的全面指南，涵盖Java基础、后端开发、前端开发以及项目实战等内容。文章还介绍了RESTful API设计、前后端分离开发模式和微服务架构等进阶知识。此外，文中详细讲解了如何使用Spring Boot、Thymeleaf等框架进行开发，并提供了丰富的代码示例和实战项目。Java全栈资料旨在帮助开发者掌握从基础到高级的全栈开发技能。

Java全栈资料入门教程

Java基础入门

Java简介

Java是一种面向对象的编程语言，由Sun Microsystems（现已被Oracle收购）在1995年推出。Java的设计初衷是“一次编写，到处运行”，使得Java程序可以在任何支持Java虚拟机（JVM）的平台上运行，无需修改代码。Java广泛应用于Web应用开发、Android应用开发、大数据处理等领域。

Java开发环境搭建

安装JDK

首先需要下载并安装Java开发工具包（JDK）。访问Oracle官方网站或OpenJDK官方网站，下载对应操作系统的JDK安装包。安装后，配置环境变量。

配置环境变量

在Windows系统中，需要配置JAVA_HOME环境变量，指向JDK的安装目录；同时在PATH环境变量中添加%JAVA_HOME%\bin。

JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk-17 # 根据实际JDK安装路径设置
PATH=%JAVA_HOME%\bin;%PATH%

检查安装

通过命令行窗口输入java -version命令，检查JDK是否安装成功。

java -version

输出信息中应包含Java版本信息，比如java version "17.0.1"。

安装集成开发环境（IDE）

推荐使用Java集成开发环境（IDE）进行编程。常见的IDE包括Eclipse、IntelliJ IDEA和NetBeans。以Eclipse为例，从官网下载Eclipse安装包，解压后双击eclipse.exe启动Eclipse。

Java基本语法

变量与类型

Java程序中可以定义各种类型的变量，常见的类型包括整型、浮点型、字符型和布尔型。

int age = 18;
float price = 19.99f;
char grade = 'A';
boolean isPass = true;

常量

使用final关键字可以定义常量。

final int MAX = 100;

运算符

Java支持常见的算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。

int a = 10, b = 20;
int c = a + b;  // 加法运算
boolean isEqual = a == b;  // 等于运算

条件语句

使用if和switch语句可以实现条件判断。

int score = 85;
if (score >= 60) {
    System.out.println("及格");
} else {
    System.out.println("不及格");
}

switch (score / 10) {
    case 10:
    case 9:
        System.out.println("优秀");
        break;
    case 8:
    case 7:
        System.out.println("良好");
        break;
    default:
        System.out.println("一般");
}

循环结构

使用for、while和do-while循环可以实现重复执行代码块。

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println("数字: " + i);
}

int j = 0;
while (j < 5) {
    System.out.println("数字: " + j);
    j++;
}

int k = 0;
do {
    System.out.println("数字: " + k);
    k++;
} while (k < 5);

数组

Java支持一维数组和多维数组。

int[] numbers = new int[5];
numbers[0] = 1;
numbers[1] = 2;
numbers[2] = 3;
numbers[3] = 4;
numbers[4] = 5;

for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    System.out.println("数字: " + numbers[i]);
}

int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
    for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
        System.out.print(matrix[i][j] + " ");
    }
    System.out.println();
}

方法

Java中通过定义方法来组织代码，简化程序结构。方法可以有返回值，也可以无返回值。

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public void printHello() {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Calculator calc = new Calculator();
    int result = calc.add(10, 20);
    System.out.println("结果: " + result);
    calc.printHello();
}

Java后端开发

Java Web开发框架介绍

Java Web开发框架是用于简化Web应用开发的工具。常见的框架包括Spring MVC、Struts、JSF等。Spring MVC是Spring框架的一部分，提供了一套完整的MVC架构，简化了Web应用开发过程。

Spring Boot入门教程

Spring Boot简化了Spring应用的配置，提供了快速开发的应用框架。以下是Spring Boot的基本使用步骤：

创建项目

使用Spring Initializr创建Spring Boot项目，可以选择添加所需的依赖，如Spring Web、JPA等。

主类

创建主类，使用@SpringBootApplication注解标记主类。

@SpringBootApplication
public class Application {
   public static void main(String[] args) {
       SpringApplication.run(Application.class, args);
   }
}

控制器

创建控制器类，处理HTTP请求。使用@RestController注解标记控制器类。

@RestController
public class HelloController {
   @GetMapping("/hello")
   public String hello() {
       return "Hello, World!";
   }
}

运行

运行主类中的main方法，启动Spring Boot应用。默认端口为8080，可以在application.properties文件中修改。

数据库操作与JDBC

Java数据库连接（JDBC）提供了与数据库交互的标准接口。以下是使用JDBC的基本步骤：

注册驱动

通过Class.forName方法注册数据库驱动。

try {
   Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
} catch (ClassNotFoundException e) {
   e.printStackTrace();
}

获取连接

使用DriverManager.getConnection方法获取数据库连接。

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

执行SQL

创建Statement对象，执行SQL语句。

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

处理结果

遍历ResultSet对象，处理查询结果。

while (rs.next()) {
   int id = rs.getInt("id");
   String name = rs.getString("name");
   System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name);
}

插入数据

使用PreparedStatement插入数据。

PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("INSERT INTO users (id, name) VALUES (?, ?)");
pstmt.setInt(1, 1);
pstmt.setString(2, "张三");
pstmt.executeUpdate();

Java前端开发

Java前端开发基础

Java主要用于后端开发，但也可以通过一些框架如Spring Boot和Thymeleaf进行前端开发。Thymeleaf是一种服务器端模板引擎，可以渲染HTML页面。

前端模板示例

在Spring Boot项目中，可以使用Thymeleaf模板引擎渲染HTML页面。

添加依赖

在pom.xml或build.gradle文件中添加Thymeleaf依赖。

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

创建模板文件

在src/main/resources/templates目录下创建HTML模板文件。

<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
   <title th:text="${title}">标题</title>
</head>
<body>
   <p th:text="${message}">消息</p>
</body>
</html>

控制器

创建控制器类，渲染模板文件。

@Controller
public class TemplateController {
   @GetMapping("/home")
   public String home(Model model) {
       model.addAttribute("title", "首页");
       model.addAttribute("message", "欢迎访问主页");
       return "home";
   }
}

JavaScript入门

JavaScript是一种解释性脚本语言，用于在Web页面中添加交互性。以下是JavaScript的基本语法：

变量与类型

JavaScript支持多种类型，如字符串、数字、布尔值、数组和对象。

var name = "张三";
var age = 18;
var isStudent = true;
var hobbies = ["看书", "运动"];
var person = {
    name: "李四",
    age: 20
};

函数

使用function关键字定义函数。

function add(a, b) {
    return a + b;
}
var result = add(10, 20);
console.log(result);

DOM操作

通过JavaScript可以操作HTML元素，实现动态网页效果。

var button = document.getElementById("button");
button.addEventListener("click", function() {
    var text = document.getElementById("text");
    text.innerHTML = "按钮被点击了";
});

HTML与CSS基础

HTML（HyperText Markup Language）是用于创建Web页面的标准标记语言。CSS（Cascading Style Sheets）用于描述HTML元素的表现样式。

HTML示例

创建一个简单的HTML页面。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>测试页面</title>
</head>
<body>
    <h1>欢迎来到测试页面</h1>
    <p>欢迎访问这个简单的HTML页面。</p>
</body>
</html>

CSS示例

使用内联样式、内部样式表和外部样式表修改HTML元素的样式。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <style>
        h1 {
            color: blue;
        }
        p {
            font-size: 18px;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <h1>欢迎来到测试页面</h1>
    <p style="color: green;">欢迎访问这个简单的HTML页面。</p>
</body>
</html>

Java全栈项目实战

简单项目需求分析

假设要开发一个简单的图书管理系统，主要功能包括添加、删除、查询图书信息。

项目设计与规划

数据库设计

设计图书表books，包含字段id、title、author和price。
后端开发

使用Spring Boot开发后端服务，提供添加、删除、查询图书信息的API。
前端开发

使用Thymeleaf模板引擎渲染HTML页面，使用JavaScript实现与后端交互。

项目实现与部署

后端实现

添加依赖

在pom.xml文件中添加Spring Boot和Thymeleaf依赖。

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

创建实体类

创建图书实体类Book。

@Entity
public class Book {
   @Id
   @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
   private Long id;
   private String title;
   private String author;
   private Double price;

   // 省略构造方法、getter和setter方法
}

创建数据访问层

创建BookRepository接口，继承JpaRepository接口。
```
public interface BookRepository extends JpaRepository<Book, Long> {
}
```

创建服务层

创建BookService类，提供业务逻辑。

@Service
public class BookService {
   @Autowired
   private BookRepository bookRepository;

   public List<Book> findAllBooks() {
       return bookRepository.findAll();
   }

   public Book saveBook(Book book) {
       return bookRepository.save(book);
   }

   public void deleteBook(Long id) {
       bookRepository.deleteById(id);
   }
}

创建控制器

创建BookController类，提供RESTful API。

@RestController
public class BookController {
   @Autowired
   private BookService bookService;

   @GetMapping("/books")
   public List<Book> getAllBooks() {
       return bookService.findAllBooks();
   }

   @PostMapping("/books")
   public Book saveBook(@RequestBody Book book) {
       return bookService.saveBook(book);
   }

   @DeleteMapping("/books/{id}")
   public void deleteBook(@PathVariable Long id) {
       bookService.deleteBook(id);
   }
}

前端实现

创建模板文件

在src/main/resources/templates目录下创建HTML模板文件。

<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
   <title th:text="${title}">图书管理系统</title>
</head>
<body>
   <h1 th:text="${title}">图书管理系统</h1>
   <ul>
       <li th:each="book : ${books}">
           <span th:text="${book.title}">书名</span>
           <span th:text="${book.author}">作者</span>
           <span th:text="${book.price}">价格</span>
       </li>
   </ul>
   <form id="book-form">
       <input type="text" id="title" placeholder="书名">
       <input type="text" id="author" placeholder="作者">
       <input type="number" id="price" placeholder="价格">
       <button type="submit">添加</button>
   </form>
</body>
</html>

创建控制器

创建控制器类，渲染模板文件。

@Controller
public class BookController {
   @Autowired
   private BookService bookService;

   @GetMapping("/")
   public String home(Model model) {
       model.addAttribute("title", "图书管理系统");
       model.addAttribute("books", bookService.findAllBooks());
       return "home";
   }
}

JavaScript实现

使用JavaScript实现与后端交互。

<script>
   function addBook() {
       var title = document.getElementById("title").value;
       var author = document.getElementById("author").value;
       var price = document.getElementById("price").value;
       var book = { title: title, author: author, price: price };
       fetch("/books", {
           method: "POST",
           headers: { "Content-Type": "application/json" },
           body: JSON.stringify(book)
       }).then(response => response.json())
       .then(data => {
           location.reload();
       });
   }
   document.getElementById("book-form").addEventListener("submit", function(event) {
       event.preventDefault();
       addBook();
   });
</script>

部署

使用Maven或Gradle构建项目，将生成的jar文件部署到Tomcat或其他应用服务器上。

构建项目

在命令行窗口中运行以下命令构建项目。
```
mvn clean package
```
启动应用

将生成的jar文件复制到应用服务器的webapps目录下，启动应用服务器。

Java实用工具与框架

Maven与Gradle构建工具

Maven和Gradle是用于构建Java项目的工具，可以管理项目依赖、编译代码、运行测试、打包项目等操作。

Maven

添加POM文件

在项目根目录下创建pom.xml文件，配置项目信息和依赖。

<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>4.0.0</modelVersion>
   <groupId>com.example</groupId>
   <artifactId>example</artifactId>
   <version>1.0-SNAPSHOT</version>
   <dependencies>
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
           <version>2.3.4.RELEASE</version>
       </dependency>
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
           <version>2.3.4.RELEASE</version>
       </dependency>
   </dependencies>
</project>

构建项目

在命令行窗口中运行以下命令构建项目。
```
mvn clean install
```

Gradle

添加构建文件

在项目根目录下创建build.gradle文件，配置项目信息和依赖。

plugins {
   id 'org.springframework.boot' version '2.3.4.RELEASE'
   id 'io.spring.dependency-management' version '1.0.10.RELEASE'
   id 'java'
}

repositories {
   mavenCentral()
}

dependencies {
   implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
   implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-thymeleaf'
}

构建项目

在命令行窗口中运行以下命令构建项目。
```
gradle build
```

Git版本控制工具

Git是一种分布式版本控制系统，用于管理代码版本。以下是使用Git的基本步骤：

安装Git

访问Git官方网站，下载并安装Git。

配置Git

配置用户名和邮箱，以便在提交代码时显示相关信息。

git config --global user.name "张三"
git config --global user.email "zhangsan@example.com"

初始化仓库

在命令行窗口中进入项目目录，运行以下命令初始化Git仓库。
```
git init
```
提交代码

使用git add命令将文件添加到仓库，使用git commit命令提交更改。
```
git add .
git commit -m "初始提交"
```

远程仓库

创建远程仓库，将本地仓库与远程仓库关联。

git remote add origin https://github.com/username/repo.git
git push -u origin master

MyBatis与Hibernate持久层框架

MyBatis和Hibernate是用于持久化数据的框架，可以简化数据库操作。

MyBatis入门

添加依赖

在pom.xml文件中添加MyBatis依赖。

<dependency>
   <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
   <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>2.1.4</version>
</dependency>

配置数据库

在application.properties文件中配置数据库连接信息。

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=password

创建映射文件

创建BookMapper.xml文件，编写SQL语句。

<mapper namespace="com.example.BookMapper">
   <select id="findAllBooks" resultType="com.example.Book">
       SELECT * FROM books
   </select>
   <insert id="saveBook" useGeneratedKeys="true" keyProperty="id">
       INSERT INTO books (title, author, price) VALUES (#{title}, #{author}, #{price})
   </insert>
   <delete id="deleteBook">
       DELETE FROM books WHERE id = #{id}
   </delete>
</mapper>

创建接口

创建接口BookMapper，定义方法。

public interface BookMapper {
   List<Book> findAllBooks();
   int saveBook(Book book);
   int deleteBook(Long id);
}

创建服务

创建BookService类，实现业务逻辑。

@Service
public class BookService {
   @Autowired
   private BookMapper bookMapper;

   public List<Book> findAllBooks() {
       return bookMapper.findAllBooks();
   }

   public int saveBook(Book book) {
       return bookMapper.saveBook(book);
   }

   public int deleteBook(Long id) {
       return bookMapper.deleteBook(id);
   }
}

Hibernate入门

添加依赖

在pom.xml文件中添加Hibernate依赖。

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

配置数据库

在application.properties文件中配置数据库连接信息。

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=password
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update

创建实体类

创建图书实体类Book，添加JPA注解。

@Entity
public class Book {
   @Id
   @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
   private Long id;
   private String title;
   private String author;
   private Double price;

   // 省略构造方法、getter和setter方法
}

创建接口

创建接口BookRepository，继承JpaRepository接口。

public interface BookRepository extends JpaRepository<Book, Long> {
}

创建服务

创建BookService类，实现业务逻辑。

@Service
public class BookService {
   @Autowired
   private BookRepository bookRepository;

   public List<Book> findAllBooks() {
       return bookRepository.findAll();
   }

   public Book saveBook(Book book) {
       return bookRepository.save(book);
   }

   public void deleteBook(Long id) {
       bookRepository.deleteById(id);
   }
}

Java全栈开发进阶

RESTful API设计

RESTful API是一种基于HTTP协议设计的API风格，具有良好的可扩展性和可维护性。以下是设计RESTful API的基本原则：

资源

将业务逻辑抽象为资源，每个资源通过唯一的URL标识。
操作

使用HTTP动词表示资源的操作，常见的动词包括GET、POST、PUT和DELETE。
状态码

使用HTTP状态码表示请求的响应状态，常见的状态码包括200（成功）、201（创建）、400（错误请求）和500（服务器错误）。

示例

设计图书管理系统的RESTful API。

获取所有图书
```
GET /books
```
获取单个图书
```
GET /books/{id}
```

添加图书

POST /books
Content-Type: application/json
{
   "title": "书名",
   "author": "作者",
   "price": 价格
}

更新图书

PUT /books/{id}
Content-Type: application/json
{
   "title": "书名",
   "author": "作者",
   "price": 价格
}

删除图书
```
DELETE /books/{id}
```

前后端分离开发模式

前后端分离开发模式将前端和后端开发分离，前端负责页面渲染和交互，后端负责数据处理和业务逻辑。前后端通过HTTP协议进行交互，后端提供RESTful API。

前端实现

创建页面

使用HTML、CSS和JavaScript创建前端页面。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
   <title>图书管理系统</title>
   <style>
       /* CSS样式 */
   </style>
</head>
<body>
   <h1>图书管理系统</h1>
   <ul id="books">
       <!-- 图书列表 -->
   </ul>
   <form id="book-form">
       <input type="text" name="title" placeholder="书名">
       <input type="text" name="author" placeholder="作者">
       <input type="number" name="price" placeholder="价格">
       <button type="submit">添加</button>
   </form>
   <script>
       // JavaScript代码
   </script>
</body>
</html>

JavaScript代码

使用JavaScript实现与后端交互。

document.getElementById("book-form").addEventListener("submit", function(event) {
   event.preventDefault();
   var title = document.getElementsByName("title")[0].value;
   var author = document.getElementsByName("author")[0].value;
   var price = document.getElementsByName("price")[0].value;
   var book = { title: title, author: author, price: price };
   fetch("/books", {
       method: "POST",
       headers: { "Content-Type": "application/json" },
       body: JSON.stringify(book)
   }).then(response => response.json())
   .then(data => {
       location.reload();
   });
});

后端实现

创建API

使用Spring Boot创建RESTful API。

@RestController
public class BookController {
   @Autowired
   private BookService bookService;

   @GetMapping("/books")
   public List<Book> getAllBooks() {
       return bookService.findAllBooks();
   }

   @PostMapping("/books")
   public Book saveBook(@RequestBody Book book) {
       return bookService.saveBook(book);
   }

   @PutMapping("/books/{id}")
   public Book updateBook(@PathVariable Long id, @RequestBody Book book) {
       book.setId(id);
       return bookService.saveBook(book);
   }

   @DeleteMapping("/books/{id}")
   public void deleteBook(@PathVariable Long id) {
       bookService.deleteBook(id);
   }
}

微服务架构入门

微服务架构将应用程序拆分为一组小型、独立的服务，每个服务负责单一功能，通过API交互。微服务架构具有更好的可扩展性和灵活性。

微服务介绍

微服务架构将单体应用拆分为多个独立的服务，每个服务负责一个功能模块。服务之间通过HTTP协议进行通信，可以使用API网关聚合多个服务的API。

示例

假设要开发一个在线购物系统，可以将其拆分为订单服务、商品服务、用户服务等多个服务。

订单服务

负责处理订单相关业务，包括创建订单、查询订单等。
商品服务

负责管理商品信息，包括查询商品、添加商品等。
用户服务

负责管理用户信息，包括登录、注册、查询用户等。

构建微服务

创建服务

使用Spring Boot或其他框架创建多个服务。
注册中心

使用Eureka或Consul等服务注册中心注册服务。
API网关

使用Spring Cloud Gateway或Kong等API网关聚合多个服务的API。
配置中心

使用Spring Cloud Config或Apollo等配置中心管理配置。

通过以上步骤，可以构建一个可扩展、可维护的微服务架构。

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