編輯推薦
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作者來自淘 寶技術一綫,親曆瞭淘 寶網PV從1億到10億的發展曆程,直接經曆瞭在這個過程中技術的不斷突破、飛躍等變遷,並積纍瞭豐富實踐經驗。
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基於以上的考慮,阿裏巴巴集團技術叢書將立足於實踐,著眼於問題,從工程師的視角解讀技術的內涵。
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內容簡介
《深入分析Java Web技術內幕(修訂版)》新增瞭淘 寶在無綫端的應用實踐,包括:CDN 動態加速、多終端化改造、 多終端Session 統一 ,以及在大流量的情況下,如何跨越性能、網絡和一個地區的電力瓶頸等內容,並提供瞭比較完整的解決方案。
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《深入分析Java Web技術內幕(修訂版)》不僅介紹這些技術和框架的工作原理,而且結閤示例來講解,通過通俗易懂的文字和豐富、生動的配圖,讓讀者充分並深入理解它們的內部工作原理,同時還結閤瞭設計模式來介紹這些技術背後的架構思維。
作者簡介
2009年加入淘寶,一直關注性能優化領域,經曆瞭淘寶PV從1億到10億的發展曆程,參與瞭淘寶高訪問量Web係統模闆引擎的改造、靜態化、無綫化、CDN等優化改造項目。
先後研究過分布式數據庫Cassandra係統、Tomcat、Jetty等係統的源碼。一直參與淘寶訪問量高的係統頁麵詳情係統的優化工作,設計並實現瞭sketch模闆引擎、MVC框架Feiba等,將服務端性能提升近50%左右;所在的性能優化小組一直在做詳情的前端優化,將詳情頁的首屏展示時間縮短為1s之內。
精彩書評
★這是一本關於Java 的書,裏麵講述的大量基礎知識對前端開發工程師非常有幫助。比如中文編碼章節,作者以一個實踐者的身份詳細闡述瞭編碼問題的方方麵麵。總之,這是一本很用心的書,是實踐者的思考和總結。目前在國內很少看到這類書籍,強烈推薦從事Web 開發工作的人員閱讀並實踐之。
——王保平(玉伯),開源前端類庫KISSY、SeaJS作者
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——林昊(畢玄),淘寶資深技術專傢
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——劉達,developerWorks中國Java 專區編輯、技術工程師
目錄
第1章 深入Web請求過程 1
1.1 B/S網絡架構概述 2
1.2 如何發起一個請求 4
1.3 HTTP協議解析 6
1.3.1 查看HTTP信息的工具 8
1.3.2 瀏覽器緩存機製 9
1.4 DNS域名解析 12
1.4.1 DNS域名解析過程 12
1.4.2 跟蹤域名解析過程 15
1.4.3 清除緩存的域名 18
1.4.4 幾種域名解析方式 19
1.5 CDN工作機製 20
1.5.1 CDN架構 20
1.5.2 負載均衡 21
1.5.3 CDN動態加速 24
1.6 總結 25
第2章 深入分析Java I/O的工作機製 26
2.1 Java的I/O類庫的基本架構 26
2.1.1 基於字節的I/O操作接口 27
2.1.2 基於字符的I/O操作接口 28
2.1.3 字節與字符的轉化接口 29
2.2 磁盤I/O工作機製 30
2.2.1 幾種訪問文件的方式 30
2.2.2 Java訪問磁盤文件 34
2.2.3 Java序列化技術 35
2.3 網絡I/O工作機製 37
2.3.1 TCP狀態轉化 38
2.3.2 影響網絡傳輸的因素 40
2.3.3 Java Socket的工作機製 40
2.3.4 建立通信鏈路 41
2.3.5 數據傳輸 42
2.4 NIO的工作方式 42
2.4.1 BIO帶來的挑戰 42
2.4.2 NIO的工作機製 43
2.4.3 Buffer的工作方式 46
2.4.4 NIO的數據訪問方式 48
2.5 I/O調優 50
2.5.1 磁盤I/O優化 50
2.5.2 TCP網絡參數調優 51
2.5.3 網絡I/O優化 53
2.6 設計模式解析之適配器模式 57
2.6.1 適配器模式的結構 57
2.6.2 Java I/O中的適配器模式 58
2.7 設計模式解析之裝飾器模式 58
2.7.1 裝飾器模式的結構 59
2.7.2 Java I/O中的裝飾器模式 59
2.8 適配器模式與裝飾器模式的區彆 60
2.9 總結 60
第3章 深入分析Java Web中的中文編碼問題 61
3.1 幾種常見的編碼格式 61
3.1.1 為什麼要編碼 61
3.1.2 如何“翻譯” 62
3.2 在Java中需要編碼的場景 64
3.2.1 在I/O操作中存在的編碼 64
3.2.2 在內存操作中的編碼 66
3.3 在Java中如何編解碼 67
3.3.1 按照ISO-8859-1編碼 69
3.3.2 按照GB2312編碼 70
3.3.3 按照GBK編碼 71
3.3.4 按照UTF-16編碼 71
3.3.5 按照UTF-8編碼 72
3.3.6 UTF-8編碼代碼片段 72
3.3.7 對幾種編碼格式的比較 74
3.4 在Java Web中涉及的編解碼 74
3.4.1 URL的編解碼 76
3.4.2 HTTP Header的編解碼 79
3.4.3 POST錶單的編解碼 79
3.4.4 HTTP BODY的編解碼 80
3.5 JS中的編碼問題 81
3.5.1 外部引入JS文件 81
3.5.2 JS的URL編碼 82
3.5.3 其他需要編碼的地方 84
3.6 常見問題分析 84
3.6.1 中文變成瞭看不懂的字符 84
3.6.2 一個漢字變成一個問號 85
3.6.3 一個漢字變成兩個問號 85
3.6.4 一種不正常的正確編碼 86
3.7 一種繁簡轉換的實現方式 87
3.8 總結 88
第4章 Javac編譯原理 89
4.1 Javac是什麼 90
4.2 Javac編譯器的基本結構 90
4.3 Javac工作原理分析 92
4.3.1 詞法分析器 93
4.3.2 語法分析器 100
4.3.3 語義分析器 105
4.3.4 代碼生成器 115
4.4 設計模式解析之訪問者模式 118
4.4.1 訪問者模式的結構 119
4.4.2 Javac中訪問者模式的實現 120
4.5 總結 121
第5章 深入class文件結構 122
5.1 JVM指令集簡介 122
5.1.1 與類相關的指令 124
5.1.2 方法的定義 125
5.1.3 屬性的定義 126
5.1.4 其他指令集 127
5.2 class文件頭的錶示形式 135
5.3 常量池 139
5.3.1 UTF8常量類型 142
5.3.2 Fieldref、Methodref常量類型 143
5.3.3 Class常量類型 143
5.3.4 NameAndType常量類型 144
5.4 類信息 144
5.5 Fields和Methods定義 145
5.6 類屬性描述 149
5.7 Javap生成的class文件結構 150
5.7.1 LineNumberTable 152
5.7.2 LocalVariableTable 153
5.8 總結 155
第6章 深入分析ClassLoader工作機製 156
6.1 ClassLoader類結構分析 157
6.2 ClassLoader的等級加載機製 158
6.3 如何加載class文件 161
6.3.1 加載字節碼到內存 161
6.3.2 驗證與解析 163
6.3.3 初始化Class對象 163
6.4 常見加載類錯誤分析 163
6.4.1 ClassNotFoundException 163
6.4.2 NoClassDefFoundError 164
6.4.3 UnsatisfiedLinkError 165
6.4.4 ClassCastException 166
6.4.5 ExceptionInInitializerError 167
6.5 常用的ClassLoader分析 168
6.6 如何實現自己的ClassLoader 172
6.6.1 加載自定義路徑下的class文件 172
6.6.2 加載自定義格式的class文件 174
6.7 實現類的熱部署 176
6.8 Java應不應該動態加載類 178
6.9 總結 179
第7章 JVM體係結構與工作方式 180
7.1 JVM體係結構 180
7.1.1 何謂JVM 180
7.1.2 JVM體係結構詳解 183
7.2 JVM工作機製 185
7.2.1 機器如何執行代碼 185
7.2.2 JVM為何選擇基於棧的架構 186
7.2.3 執行引擎的架構設計 187
7.2.4 執行引擎的執行過程 188
7.2.5 JVM方法調用棧 193
7.3 總結 197
第8章 JVM內存管理 198
8.1 物理內存與虛擬內存 199
8.2 內核空間與用戶空間 200
8.3 在Java中哪些組件需要使用內存 201
8.3.1 Java堆 201
8.3.2 綫程 201
8.3.3 類和類加載器 202
8.3.4 NIO 202
8.3.5 JNI 203
8.4 JVM內存結構 203
8.4.1 PC寄存器 204
8.4.2 Java棧 204
8.4.3 堆 205
8.4.4 方法區 205
8.4.5 運行時常量池 206
8.4.6 本地方法棧 206
8.5 JVM內存分配策略 206
8.5.1 通常的內存分配策略 207
8.5.2 Java中的內存分配詳解 207
8.6 JVM內存迴收策略 212
8.6.1 靜態內存分配和迴收 212
8.6.2 動態內存分配和迴收 213
8.6.3 如何檢測垃圾 213
8.6.4 基於分代的垃圾收集算法 215
8.7 內存問題分析 224
8.7.1 GC日誌分析 224
8.7.2 堆快照文件分析 227
8.7.3 JVM Crash日誌分析 227
8.8 實例1 233
8.9 實例2 235
8.10 實例3 237
8.11 總結 242
第9章 Servlet工作原理解析 243
9.1 從Servlet容器說起 243
9.1.1 Servlet容器的啓動過程 244
9.1.2 Web應用的初始化工作 247
9.2 創建Servlet實例 249
9.2.1 創建Servlet對象 250
9.2.2 初始化Servlet 250
9.3 Servlet體係結構 252
9.4 Servlet如何工作 255
9.5 Servlet中的Listener 257
9.6 Filter如何工作 259
9.7 Servlet中的url-pattern 261
9.8 總結 262
第10章 深入理解Session與Cookie 263
10.1 理解Cookie 264
10.1.1 Cookie屬性項 264
10.1.2 Cookie如何工作 265
10.1.3 使用Cookie的限製 268
10.2 理解Session 269
10.2.1 Session與Cookie 269
10.2.2 Session如何工作 270
10.3 Cookie安全問題 273
10.4 分布式Session框架 274
10.4.1 存在哪些問題 274
10.4.2 可以解決哪些問題 275
10.4.3 總體實現思路 275
10.5 Cookie壓縮 280
10.6 錶單重復提交問題 282
10.7 多終端Session統一 283
10.8 總結 285
第11章 Tomcat的係統架構與設計模式 286
11.1 Tomcat總體設計 286
11.1.1 Tomcat總體結構 287
11.1.2 Connector組件 293
11.1.3 Servlet容器Container 298
11.1.4 Tomcat中的其他組件 309
11.2 Tomcat中的設計模式 309
11.2.1 門麵設計模式 309
11.2.2 觀察者設計模式 311
11.2.3 命令設計模式 313
11.2.4 責任鏈設計模式 314
11.3 總結 316
第12章 Jetty的工作原理解析 317
12.1 Jetty的基本架構 317
12.1.1 Jetty的基本架構簡介 317
12.1.2 Handler的體係結構 319
12.2 Jetty的啓動過程 320
12.3 接受請求 321
12.3.1 基於HTTP協議工作 321
12.3.2 基於AJP工作 323
12.3.3 基於NIO方式工作 326
12.4 處理請求 327
12.5 與JBoss集成 330
12.6 與Tomcat的比較 331
12.6.1 架構比較 331
12.6.2 性能比較 332
12.6.3 特性比較 332
12.7 總結 333
第13章 Spring框架的設計理念與設計模式分析 334
13.1 Spring的骨骼架構 334
13.1.1 Spring的設計理念 335
13.1.2 核心組件如何協同工作 336
13.2 核心組件詳解 337
13.2.1 Bean組件 337
13.2.2 Context組件 339
13.2.3 Core組件 340
13.2.4 Ioc容器如何工作 342
13.3 Spring中AOP的特性詳解 352
13.3.1 動態代理的實現原理 352
13.3.2 Spring AOP如何實現 355
13.4 設計模式解析之代理模式 358
13.4.1 代理模式原理 358
13.4.2 Spring中代理模式的實現 358
13.5 設計模式解析之策略模式 361
13.5.1 策略模式原理 361
13.5.2 Spring中策略模式的實現 362
13.6 總結 362
第14章 Spring MVC工作機製與設計模式 364
14.1 Spring MVC的總體設計 364
14.2 Control設計 369
14.2.1 HandlerMapping初始化 370
14.2.2 HandlerAdapter初始化 372
14.2.3 Control的調用邏輯 373
14.3 Model設計 374
14.4 View設計 375
14.5 框架設計的思考 377
14.5.1 為什麼需要框架 377
14.5.2 需要什麼樣的框架 377
14.5.3 框架設計的原則 378
14.5.4 “指航燈” 378
14.5.5 最基本的原則 378
14.6 設計模式解析之模闆模式 379
14.6.1 模闆模式的結構 379
14.6.2 Spring MVC中的模闆模式示例 379
14.7 總結 380
第15章 深入分析Ibatis框架之係統架構與映射原理 381
15.1 Ibatis框架主要的類層次結構 381
15.2 Ibatis框架的設計策略 382
15.3 Ibatis框架的運行原理 384
15.4 示例 386
15.5 Ibatis對SQL語句的解析 388
15.6 數據庫字段映射到Java對象 389
15.7 示例運行的結果 391
15.8 設計模式解析之簡單工廠模式 391
15.8.1 簡單工廠模式的實現原理 391
15.8.2 在Ibatis中的簡單工廠模式示例 392
15.9 設計模式解析之工廠模式 393
15.9.1 工廠模式的實現原理 393
15.9.2 Ibatis中的工廠模式示例 394
15.10 總結 395
第16章 Velocity工作原理解析 397
16.1 Velocity總體架構 398
16.2 JJTree渲染過程解析 401
16.2.1 #set語法 405
16.2.2 Velocity的方法調用 406
16.2.3 #if、#elseif和#else語法 409
16.2.4 #foreach語法 410
16.2.5 #parse語法 412
16.3 事件處理機製 413
16.4 常用優化技巧 416
16.4.1 減少樹的總節點數量 416
16.4.2 減少渲染耗時的節點數量 416
16.5 與JSP比較 417
16.5.1 JSP渲染機製 417
16.5.2 Velocity與JSP 423
16.6 設計模式解析之閤成模式 423
16.6.1 閤成模式的結構 423
16.6.2 Velocity中閤成模式的實現 424
16.7 設計模式解析之解釋器模式 425
16.7.1 解釋器模式的結構 425
16.7.2 Velocity中解釋器模式的實現 426
16.8 總結 426
第17章 Velocity優化實踐 427
17.1 現實存在的問題 427
17.2 優化的理論基礎 428
17.2.1 程序語言的三角形結構 428
17.2.2 數據結構減少抽象化 429
17.2.3 簡單的程序復雜化 429
17.2.4 減少翻譯的代價 430
17.2.5 變的轉化為不變 430
17.3 一個高效的模闆引擎的實現思路 430
17.3.1 vm模闆如何被編譯 432
17.3.2 方法調用的無反射優化 439
17.3.3 將字符輸齣改成字節輸齣 442
17.4 優化的成果 443
17.4.1 將char轉成byte 443
17.4.2 無反射執行 444
17.5 其他優化手段 445
17.6 總結 445
第18章 大瀏覽量係統的靜態化架構設計 446
18.1 淘寶大瀏覽量商品詳情係統簡介 446
18.2 係統麵臨哪些挑戰 447
18.3 淘寶前颱係統的優化曆程 449
18.4 大瀏覽量係統的靜態改造 449
18.4.1 什麼是靜態化係統 449
18.4.2 為什麼要進行靜態化架構設計 450
18.4.3 如何改造動態係統 451
18.4.4 幾種靜態化方案的設計及選擇 453
18.4.5 如何解決失效問題 458
18.4.6 服務端靜態化方案的演進:CDN化 459
18.5 總結 462
前言/序言
《Java Web開發實戰寶典》 一、 內容概述 《Java Web開發實戰寶典》是一本麵嚮Java Web開發者的全麵指南,旨在幫助讀者掌握從基礎到進階的Web開發技術,構建高效、穩定、可擴展的Web應用程序。本書結閤瞭大量實際項目案例,深入淺齣地講解瞭Java Web開發的核心概念、常用框架、關鍵技術以及最佳實踐。 本書內容涵蓋瞭Java Web開發所需的各個層麵,包括但不限於: Web基礎知識: HTTP協議、Servlet API、JSP技術、HTML、CSS、JavaScript等前端基礎。 Java EE核心技術: Servlet、JSP、Filter、Listener、JPA、JDBC等。 主流Java Web框架: Spring、Spring MVC、MyBatis、Hibernate、Struts2等框架的深入應用與原理剖析。 Web應用設計與實現: MVC設計模式、RESTful API設計、用戶認證與授權、數據持久化、緩存機製、文件上傳下載、消息隊列等。 性能優化與安全加固: Web服務器配置、代碼優化、數據庫優化、安全性威脅及防護措施。 部署與運維: Web服務器(Tomcat、Jetty等)的配置與部署、Maven/Gradle構建工具、Docker容器化部署。 前後端分離架構: Vue.js、React等前端框架與Spring Boot後端的數據交互。 微服務架構: Spring Cloud、Docker、Kubernetes等微服務相關的技術棧。 本書的特色在於其“實戰”導嚮,每一章節都配有精心設計的代碼示例和項目片段,引導讀者動手實踐,理解理論知識如何在實際開發中落地。同時,本書也注重對核心技術的原理進行深入剖析,幫助讀者知其然,更知其所以然,從而能夠更靈活地運用和解決開發中遇到的問題。 二、 目標讀者 本書適閤以下人群: 1. Java Web初學者: 希望係統學習Java Web開發基礎知識,快速入門Web應用開發的初學者。 2. 有一定Java基礎的開發者: 想要轉嚮Java Web開發,或者希望鞏固和深化Java Web技術棧的開發者。 3. 在職Java Web開發工程師: 希望提升技術能力,學習更先進的開發模式、框架和實踐,解決開發中遇到的復雜問題,提升項目質量和效率的開發者。 4. 計算機科學與技術相關專業的學生: 作為課程學習的補充,或者為未來的職業生涯打下堅實的技術基礎。 三、 內容詳解 第一部分:Java Web開發基礎 第一章:Web開發入門 深入理解HTTP協議:請求與響應、方法、狀態碼、頭部信息。 Web服務器與客戶端:Apache、Nginx、Tomcat等工作原理。 Servlet API詳解:請求處理、生命周期、配置。 JSP技術:頁麵指令、腳本元素、動作標簽、EL錶達式、JSTL。 HTML、CSS、JavaScript基礎迴顧與Web開發中的應用。 第二章:Servlet進階與Web組件 Filter:攔截請求與響應,實現日誌記錄、權限控製、字符編碼等。 Listener:監聽Servlet生命周期事件、Session事件、ServletContext事件。 RequestDispatcher:請求轉發與包含。 Session與Cookie:用戶狀態管理、數據共享。 文件上傳與下載:使用Servlet API和MultipartFile處理文件。 第二部分:Java EE核心技術與持久化 第三章:JDBC與數據庫連接池 JDBC API詳解:Statement、PreparedStatement、ResultSet。 數據庫連接池原理與應用:DBCP、C3P0、Druid。 事務管理:ACID特性、隔離級彆、傳播行為。 第四章:ORM框架入門:MyBatis MyBatis核心概念:Mapper接口、XML映射文件、SQL語句。 動態SQL:if、choose、where、foreach、set等標簽。 一對一、一對多、多對多關聯映射。 MyBatis緩存機製:一級緩存與二級緩存。 MyBatis注解開發。 第五章:JPA與Hibernate JPA(Java Persistence API)規範介紹。 Hibernate框架:實體映射、持久化操作、緩存。 JPQL(Java Persistence Query Language)與HQL(Hibernate Query Language)。 Hibernate的性能優化技巧。 第三部分:主流Java Web框架實戰 第六章:Spring框架核心 IoC(控製反轉)與DI(依賴注入):Bean的配置、裝配。 AOP(麵嚮切麵編程):切點、通知、代理模式。 Spring事務管理:聲明式事務與編程式事務。 Spring的常用模塊:Spring Core、Spring AOP、Spring JDBC。 第七章:Spring MVC框架 MVC設計模式在Web開發中的應用。 Spring MVC工作流程:DispatcherServlet、HandlerMapping、Controller、ModelAndView、ViewResolver。 Controller開發:請求參數綁定、響應數據封裝。 數據校驗:Bean Validation API。 RESTful API設計與實現。 第八章:Spring Boot快速開發 Spring Boot核心特性:自動配置、Starter依賴、內嵌Web服務器。 創建與配置Spring Boot應用。 Spring Boot集成Web開發:Spring MVC、Thymeleaf。 Spring Boot集成數據訪問:Spring Data JPA、MyBatis-Plus。 Spring Boot的Actuator:應用監控與管理。 第九章:Struts2框架(可選,作為對比或曆史瞭解) Struts2核心組件:Action、Interceptor、Result。 OGNL錶達式與Value Stack。 Struts2與Spring集成。 第四部分:Web應用設計與高級主題 第十章:用戶認證與授權 Session-based認證。 Token-based認證(JWT)。 OAuth 2.0協議。 Spring Security框架:安全配置、用戶管理、權限控製。 第十一章:RESTful API設計與實踐 RESTful原則與最佳實踐。 HTTP方法在RESTful API中的應用。 API版本控製。 Swagger/OpenAPI文檔生成。 第十二章:消息隊列與異步處理 消息隊列概念:生産者、消費者、隊列、主題。 Kafka、RabbitMQ、ActiveMQ等常用消息中間件。 在Java Web應用中集成消息隊列,實現異步任務、解耦。 第十三章:緩存技術 緩存分類:本地緩存、分布式緩存。 Redis、Memcached等分布式緩存應用。 Spring Cache抽象。 緩存策略與失效問題。 第十四章:Web應用性能優化 代碼層麵優化:算法選擇、數據結構、算法復雜度。 數據庫層麵優化:SQL調優、索引設計、慢查詢分析。 Web服務器調優:Tomcat、Nginx配置優化。 CDN(內容分發網絡)的應用。 JVM內存管理與垃圾迴收。 第五部分:部署、運維與架構演進 第十五章:Maven與Gradle構建工具 Maven項目構建生命周期、依賴管理、插件。 Gradle構建工具:DSL、多項目構建。 構建腳本編寫與最佳實踐。 第十六章:Web服務器部署 Tomcat、Jetty、Undertow等Web服務器的安裝、配置與優化。 虛擬主機、域名綁定。 SSL/TLS配置。 第十七章:Docker與容器化部署 Docker基礎概念:鏡像、容器、Dockerfile。 構建Docker鏡像:打包Java Web應用。 Docker Compose:編排多個服務。 容器化部署的優勢。 第十八章:微服務架構入門 微服務理念與優勢。 Spring Cloud微服務框架:服務注冊與發現(Eureka/Consul)、配置中心(Config Server)、服務網關(Zuul/Gateway)、熔斷器(Hystrix/Resilience4j)。 API網關的設計。 服務間通信:RESTful、RPC。 四、 書籍特色 內容全麵深入: 覆蓋Java Web開發所需的絕大多數關鍵技術,從基礎到高級,由淺入深。 實戰導嚮: 大量貼閤實際項目需求的案例,幫助讀者將理論知識轉化為實際開發能力。 原理剖析: 不僅講解如何使用,更深入分析常用框架和技術的底層原理,幫助讀者理解“為什麼”。 技術前沿: 涵蓋Spring Boot、微服務等當前主流技術,幫助讀者跟上技術發展趨勢。 結構清晰: 章節組織邏輯性強,層層遞進,便於讀者係統學習。 語言通俗易懂: 避免過於晦澀的專業術語,力求用清晰、簡潔的語言闡述復雜概念。 代碼示例規範: 提供的代碼示例完整、可運行,並遵循業界最佳實踐。 《Java Web開發實戰寶典》將是每一位渴望在Java Web開發領域深耕細作的開發者的得力助手,助您在技術之路上不斷精進,打造齣色的Web應用。