实验 2-1：基于 Servlet 的用户认证功能实现

实验信息

• 实验学时：2 学时（实验 2 的前置环节）
• 实验类型：验证性 + 设计性
• 核心目标：掌握 Servlet 创建、Session 管理、JSON 交互，实现完整的用户注册、登录、信息获取、退出登录功能。

---

🧪 实验目的

1. 掌握 Servlet 的创建方法：能够独立新建 Servlet 类并使用 @WebServlet 注解映射路径。
2. 掌握 doPost 方法处理请求：能够处理 HTTP POST 请求，读取 JSON 请求体。
3. 掌握 Session 的使用：能够使用 Session 保存和获取用户信息，实现登录态保持。
4. 掌握 JSON 数据处理：能够使用 Jackson 解析请求 JSON 和返回 JSON 格式响应。
5. 理解前后端数据流：理解从前端表单提交，到后端处理，再到页面响应的完整流程。

重要说明

本实验使用模拟数据（内存中的假数据），不涉及数据库和 JDBC。目的是让你在引入数据库之前，先专注于 Servlet 和 Session 的核心用法。

---

📋 实验前准备

• 已完成 实验 1，熟悉 Git Fork/Clone 流程。
• 理解 HTTP 协议基础（01. HTTP 协议与开发者工具）。
• 理解 Servlet 生命周期（02. Servlet 起步与生命周期）。
• 已安装 Postman（用于 API 接口测试）。

---

👣 实验步骤

任务一：获取项目模板

1. 下载项目：

   • 访问实验仓库：https://gitee.com/javaweb-dev-tech/lab2_1
   • 点击 「克隆/下载」，下载 ZIP 到本地，或使用 Git Clone 拉取。

2. 打开项目：

   • 启动 IntelliJ IDEA，选择 Open，打开下载的 lab2_1 目录。
   • 等待 Maven 依赖下载完成。

3. 项目结构预览：

   src/main/java/edu/wtbu/cs/book/
   ├── controller/
   │   ├── LoginServlet.java        ✅ 已完成（参考代码）
   │   ├── RegisterServlet.java     ❌ 待实现
   │   ├── GetUserServlet.java      ❌ 待实现
   │   └── LogoutServlet.java       ❌ 待创建（新建类）
   ├── entity/
   │   └── User.java                ✅ 已完成
   └── util/
       ├── JsonUtils.java           ✅ 已完成
       ├── MD5Utils.java            ✅ 已完成
       └── MockUserStore.java       ✅ 已完成
   
   src/main/webapp/
   ├── login.html                   ✅ 已完成
   ├── register.html                ✅ 已完成
   ├── home.html                    ✅ 已完成
   └── WEB-INF/
       └── web.xml                  ✅ 已完成
   

---

任务二：理解示例代码 —— LoginServlet

LoginServlet 是已提供的参考实现，你的第一个任务是看懂它。

1. 打开 LoginServlet（controller/LoginServlet.java），借助 AI 理解代码流程。

   🤖 Prompt（提示词）

   请作为一名 Java Web 资深讲师，帮我逐行解释这段 LoginServlet 代码： 1. 每一步在做什么？为什么这么做？ 2. req.setCharacterEncoding("UTF-8") 和 resp.setContentType("application/json;charset=UTF-8") 分别解决什么问题？ 3. 为什么要用 BufferedReader 逐行读取，而不是直接用 req.getParameter()？ 4. JsonUtils.parseJson() 做了什么？ 5. MD5Utils.md5() 的作用是什么？

2. 理解 MockUserStore（util/MockUserStore.java）：

   • static {} 静态代码块在类加载时执行，初始化模拟用户数据。
   • Map<String, User> 用键值对在内存中存储用户，username 作为 key。
   • findByUsername(username) 从 Map 中查询用户。
   • addUser(user) 向 Map 中添加用户。

3. 完成 Session 存储（LoginServlet 中最后一个 TODO）：

   在 LoginServlet 的第 71-75 行附近，找到以下代码并补全：

   // 7. 登录成功 - 存入 Session
   // TODO: 请在此处将用户信息存入 Session
   
   System.out.println("用户登录成功：" + username);
   

   需要替换为：

   // 7. 登录成功 - 存入 Session
   HttpSession session = req.getSession();
   session.setAttribute("currentUser", user);
   session.setMaxInactiveInterval(30 * 60); // 30分钟超时
   System.out.println("用户登录成功：" + username);
   

   Session 核心 API 速记

   方法	说明
   req.getSession()	获取当前 Session，不存在则新建
   session.setAttribute(key, value)	向 Session 存储数据
   session.getAttribute(key)	从 Session 读取数据
   session.setMaxInactiveInterval(秒)	设置超时时间
   session.invalidate()	销毁 Session（退出登录）

---

任务三：实现注册功能 —— RegisterServlet

打开 RegisterServlet.java，参照 LoginServlet 的模式，实现以下流程：

功能要求：

1. 接收前端 JSON 数据（username、name、password、email）
2. 校验参数是否为空
3. 检查用户名是否已存在（调用 MockUserStore.findByUsername()）
4. 密码使用 MD5Utils.md5() 加密后存入
5. 创建 User 对象，调用 MockUserStore.addUser() 添加
6. 返回 JSON 响应（成功/失败）

参考代码框架：

@WebServlet(name = "registerServlet", value = "/api/register")
public class RegisterServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws IOException {
        // 1. 设置编码
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("application/json;charset=UTF-8");

        // 2. 读取 JSON 请求体
        Map<String, String> params = readJsonBody(req);
        String username = params.get("username");
        String name = params.get("name");
        String password = params.get("password");
        String email = params.get("email");

        Map<String, Object> result = new HashMap<>();

        // 3. 参数校验
        if (username == null || username.isEmpty() || 
            password == null || password.isEmpty()) {
            result.put("success", false);
            result.put("message", "用户名和密码不能为空");
            resp.getWriter().write(JsonUtils.toJson(result));
            return;
        }

        // 4. 检查用户名是否已存在
        if (MockUserStore.findByUsername(username) != null) {
            result.put("success", false);
            result.put("message", "用户名已存在");
            resp.getWriter().write(JsonUtils.toJson(result));
            return;
        }

        // 5. 创建新用户
        User newUser = new User();
        newUser.setUsername(username);
        newUser.setName(name);
        newUser.setPassword(MD5Utils.md5(password));
        newUser.setEmail(email);
        newUser.setRole("user");
        newUser.setUserType("student");

        // 6. 添加到模拟数据库
        MockUserStore.addUser(newUser);

        result.put("success", true);
        result.put("message", "注册成功");
        resp.getWriter().write(JsonUtils.toJson(result));
    }
}

思路启发

如果你不确定怎么写，可以把 LoginServlet 的代码和上面的框架一起发给 AI：

🤖 Prompt

请参考 LoginServlet 的代码风格和 JsonUtils/MockUserStore 的 API，帮我补全 RegisterServlet 中的 readJsonBody() 方法和 doPost() 方法的完整实现。

---

任务四：实现获取当前用户 —— GetUserServlet

打开 GetUserServlet.java，实现登录状态下的用户信息获取：

功能要求：

1. 从 Session 中获取 currentUser 属性
2. 如果为空（未登录），返回 {"success": false, "message": "未登录"}
3. 如果已登录，返回 {"success": true, "data": {用户信息}}

参考实现：

@WebServlet(name = "getUserServlet", value = "/api/user")
public class GetUserServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws IOException {
        resp.setContentType("application/json;charset=UTF-8");

        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        HttpSession session = req.getSession(false); // 不新建 Session

        if (session == null || session.getAttribute("currentUser") == null) {
            result.put("success", false);
            result.put("message", "未登录");
        } else {
            User user = (User) session.getAttribute("currentUser");
            result.put("success", true);
            result.put("data", user);
        }

        resp.getWriter().write(JsonUtils.toJson(result));
    }
}

注意

req.getSession(false) 与 req.getSession() 的区别： - getSession() = 如果没有 Session 就新建一个（用于登录） - getSession(false) = 如果没有 Session 就返回 null（用于查询状态）

---

任务五：实现退出登录 —— LogoutServlet

新建 LogoutServlet.java（右键 controller 包 → New → Java Class）。

功能要求：

1. 获取当前 Session
2. 移除 currentUser 属性（或直接销毁 Session）
3. 返回 {"success": true, "message": "已退出登录"}

参考实现：

@WebServlet(name = "logoutServlet", value = "/api/logout")
public class LogoutServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws IOException {
        resp.setContentType("application/json;charset=UTF-8");

        HttpSession session = req.getSession(false);
        if (session != null) {
            session.invalidate(); // 销毁整个 Session
        }

        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("success", true);
        result.put("message", "已退出登录");
        resp.getWriter().write(JsonUtils.toJson(result));
    }
}

---

任务六：接口测试

6.1 启动 Tomcat

1. 在 IDEA 右上角点击 Add Configuration → Tomcat Server → Local。
2. 在 Deployment 选项卡中，点击 + → Artifact，选择 lab2_1:war exploded。
3. 设置 Application context 为 /book。
4. 点击运行。

6.2 Postman 测试

📸 截图 1（提交物）

以下四个接口的 Postman 测试成功截图，重命名为 postman_login.png、postman_register.png、postman_user.png、postman_logout.png。

测试顺序：

步骤	接口	方法	测试内容
1	/api/register	POST	注册新用户（Body: JSON），验证返回 success: true
2	/api/login	POST	用刚注册的账号登录，验证返回 success: true
3	/api/user	GET	获取当前用户信息，验证返回用户名和角色
4	/api/logout	POST	退出登录，验证返回 success: true
5	/api/user	GET	再次获取用户，验证返回 未登录

注册接口 Body 示例：

{
    "username": "test001",
    "name": "张三",
    "password": "123456",
    "email": "zhangsan@example.com"
}

登录接口 Body 示例：

{
    "username": "test001",
    "password": "123456"
}

6.3 浏览器界面测试

📸 截图 2（提交物）

浏览器测试截图，重命名为 browser_test.png。

1. 打开浏览器，访问 http://localhost:8080/book/login.html。
2. 用默认账号 admin / 123456 登录，验证跳转到 home.html 并显示用户名。
3. 点击注册链接，注册新用户后重新登录验证。
4. 点击退出登录，验证返回登录页。

---

🚀 挑战任务（Optional - 加分项）

挑战 A：Git 提交

将你完成的代码推送到 Gitee 远程仓库。

1. Fork 仓库：访问 https://gitee.com/javaweb-dev-tech/lab2_1，点击 「Fork」。
2. 关联远程仓库：

   git remote add myfork https://gitee.com/你的用户名/lab2_1.git
   

3. 提交并推送：

   git add .
   git commit -m "feat: 完成实验2-1，实现用户注册、登录、获取信息、退出功能"
   git push myfork master
   

挑战 B：密码加密验证

在不查看 MD5Utils.java 源码的情况下，自己编写一个 MD5 工具方法并成功用于注册和登录的密码处理流程。

---

💾 作业提交

提交内容

1. 完整项目代码（包含四个 Servlet 的实现）。

2. 截图文件，放入 img 目录：

   文件名	内容说明
   postman_login.png	Postman 登录成功截图
   postman_register.png	Postman 注册成功截图
   postman_user.png	Postman 获取用户信息截图
   postman_logout.png	Postman 退出登录截图
   browser_test.png	浏览器测试截图

学习通提交

将项目压缩为 ZIP，上传至学习通对应作业入口。

---

📚 相关资源

• 实验 2-1 仓库（模板工程与完整 README）
• 实验 2-2：Vibe Coding 及 Vibe Learning（后续实验：AI 辅助图书管理系统开发）
• 👉 实验 2：核心组件与持久化综合实战（本章综合大实验）