Java Web开发核心内容全解析（下）

五、MVC（Model - View - Controller）设计模式在Java Web中的应用

（一）MVC模式的原理

MVC模式将应用程序分为三个核心部分：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。

模型（Model）

模型负责处理数据逻辑。在Java Web应用中，模型通常由一系列的Java类组成，这些类代表了应用程序中的业务数据和业务逻辑。例如，在一个电商系统中，有Product类代表商品信息，包含商品的名称、价格、库存等属性，以及与这些属性相关的业务逻辑方法，如计算商品的折扣价格等。

视图（View）

视图负责显示模型中的数据。在Java Web中主要是由JSP页面来充当视图的角色。视图从模型获取数据并以用户友好的方式进行展示。例如，一个显示商品列表的JSP页面，它会从模型中获取商品的信息（如通过Servlet将商品列表设置到请求属性中），然后使用HTML和CSS等技术将这些商品的名称、价格等信息展示给用户。

控制器（Controller）

控制器负责接收用户的请求，协调模型和视图之间的交互。在Java Web中，Servlet通常充当控制器的角色。当用户发送请求到控制器（Servlet）时，控制器会解析请求参数，根据请求的类型调用相应的模型方法（如查询数据库获取数据等），然后将处理结果（如查询到的数据或者操作成功/失败的信息）转发给视图（JSP页面）进行显示。

（二）MVC模式的优点与实现

优点

分离关注点：MVC模式将应用程序的不同功能模块（数据处理、数据显示和请求处理）分离开来，使得开发人员可以独立地开发和维护各个模块。例如，开发人员可以在不影响视图和控制器的情况下修改模型的业务逻辑。

提高可维护性和可扩展性：由于各个模块之间的耦合度较低，当需要添加新的功能或者修改现有功能时，只需要在对应的模块中进行操作。比如，如果要在电商系统中添加一种新的商品分类显示方式，只需要修改视图层（JSP页面）和可能涉及到的控制器层（Servlet）中的部分逻辑，而不会影响到模型层中的业务逻辑。

便于测试：每个模块都可以独立进行测试。例如，可以单独测试模型的业务逻辑方法，确保其返回的数据正确；也可以单独测试控制器的请求处理和转发逻辑，确保它能够正确地将请求转发到合适的视图。

实现方式

在Java Web中实现MVC模式，可以采用多种框架，如Spring MVC。Spring MVC是Spring框架中的一个模块，它基于Servlet API构建，提供了强大的控制器功能。开发人员可以通过定义控制器类（使用@Controller注解标记），在类中编写处理请求的方法（使用@RequestMapping等注解来映射请求路径），然后将模型数据传递给视图（可以使用ModelAndView对象或者在方法参数中使用Model对象）。同时，Spring MVC支持多种视图解析器，如InternalResourceViewResolver，可以方便地将逻辑视图名解析为实际的视图文件（如JSP文件）。

六、Java Web中的安全机制

（一）身份验证与授权

身份验证

身份验证是确认用户身份的过程。在Java Web应用中，常见的身份验证方式有基于表单的验证和基于HTTP基本认证的验证。

基于表单的验证是比较常用的方式。通常会有一个登录页面，用户在页面上输入用户名和密码，然后将这些信息发送到服务器端。服务器端的Servlet或者Java类会接收这些信息，与数据库（或其他存储用户信息的存储介质）中存储的用户信息进行比对。例如，从数据库中查询出与输入用户名对应的用户记录，然后对比密码是否一致。如果一致，则认为用户身份验证成功，可以在会话（通常使用HttpSession对象）中记录用户的登录状态等相关信息。

基于HTTP基本认证是一种相对简单的验证方式，浏览器会弹出一个对话框要求用户输入用户名和密码。服务器端的Web服务器（如Tomcat）会根据配置的认证方式（如基于内存或者文件的用户信息存储）进行验证。

授权

授权是确定经过身份验证的用户是否有权访问特定资源或执行特定操作的过程。在Java Web应用中，可以通过角色 - 权限的方式进行授权。

首先定义不同的角色，如管理员、普通用户等。然后为每个角色分配相应的权限，如管理员具有对用户信息进行管理（添加、删除、修改用户）的权限，而普通用户可能只有查看自己的订单信息的权限。在代码中，可以通过注解或者在配置文件中进行权限的设置。例如，在Spring Security（Spring框架中的安全框架）中，可以使用@PreAuthorize和@PostAuthorize等注解在方法级别进行权限验证，或者通过在security - context.xml配置文件中进行基于角色的访问控制配置。

（二）防止SQL注入和跨站脚本攻击（XSS）

防止SQL注入

SQL注入是一种常见的安全漏洞，攻击者通过在输入字段中注入恶意的SQL语句来破坏数据库。为了防止SQL注入，有以下几种方法：

使用PreparedStatement代替Statement：PreparedStatement会对输入的参数进行预编译，将用户输入作为参数而不是SQL语句的一部分进行处理，从而避免了恶意SQL语句的注入。

防止跨站脚本攻击（XSS）

XSS攻击是指攻击者通过在Web页面中注入恶意的JavaScript脚本，从而获取用户的信息（如Cookie信息）或者在用户浏览器中执行恶意操作。防止XSS攻击的方法主要有：

对用户输入进行HTML编码：在将用户输入显示在网页上之前，对可能包含HTML特殊字符（如<、>、&等）的输入进行编码，这样就可以将这些字符转换为HTML实体，从而避免恶意脚本的执行。例如，在JSP页面中，可以使用JSTL标签库中的<c:out>标签来输出用户输入，它会自动对特殊字符进行编码。

 

设置Content - Security - Policy（CSP）：这是一种浏览器端的防护机制，通过在HTTP响应头或者HTML页面的标签中设置CSP规则，可以限制页面中可以加载的资源来源，如脚本、样式表、图片等的来源，从而防止恶意脚本的注入和执行。

七、Java Web的性能优化

数据库连接池是一种管理数据库连接的技术，它可以显著提高Java Web应用的性能。当应用需要访问数据库时，从连接池中获取一个已经建立好的连接，使用完毕后再将连接归还给连接池，而不是每次都重新建立和关闭连接。这样做避免了频繁创建和销毁数据库连接所带来的开销，因为建立数据库连接是一个相对耗时的操作，涉及到网络通信、身份验证等多个步骤。

常见的数据库连接池有C3P0、Druid、HikariCP等。以Druid为例，它是一个高效的数据库连接池实现，具有监控、统计、防止SQL注入等功能。在使用Druid时，需要在项目的配置文件中进行相关配置，如设置数据库连接信息、连接池的初始大小、最大连接数、最小空闲连接数等参数。