JSP实现原理
2016-01-07 09:31
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JSP全称是Java Server Pages，它和servle技术一样，都是SUN公司定义的一种用于开发动态web资源的技术。
起源：
在很多动态网页中，绝大部分内容都是固定不变的，只有局部内容需要动态产生和改变。如果使用Servlet程序来输出只有局部内容需要动态改变的网页，其中所有的静态内容也需要程序员用Java程序代码产生，整个Servlet程序的代码将非常臃肿，编写和维护都将非常困难。
解决方案：
为了弥补Servlet的缺陷，SUN公司在Servlet的基础上推出了JSP（Java Server Pages）技术作为解决方案。JSP是简化Servlet编写的一种技术，它将Java代码和HTML语句混合在同一个文件中编写，只对网页中的要动态产生的内容采用Java代码来编写，而对固定不变的静态内容采用普通静态HTML页面的方式编写
与Html相比：
html只能为用户提供静态数据，而Jsp技术允许在页面中嵌套java代码，为用户提供动态数据。
与Servlet相比:
servlet很难对数据进行排版，而jsp除了可以用java代码产生动态数据的同时，也很容易对数据进行排版，避免了servlet中编写大量的拼接HTML代码。
思考：JSP为什么可以像Servlet一样，也可以叫做动态web资源的开发技术？
解释：其实Jsp就是一个Servlet。下面是对这句话的具体解释！
JSP的调用过程原理图:
执行流程简介：
1，当WEB容器（Servlet引擎）接收到以.jsp为扩展名的URL的访问请求时，它将把该访问请求交给JSP引擎去处理。
2，Tomcat中的JSP引擎就是一个Servlet程序，它负责解释和执行JSP页面。
3，当我们第一次访问Jsp的时候，Jsp引擎都会将这个Jsp翻译成一个Servlet，这个文件存放在Tomcat中的work目录中
4，接着再把这个Servlet源程序编译成Servlet的class类文件
5，然后再由WEB容器（Servlet引擎）像调用普通Servlet程序一样的方式来装载和解释执行这个由JSP页面翻译成的Servlet程序。
具体代码示例：
jsp页面:
[html] view plaincopyprint?
<html>
<head>
<title> HelloWorld </title>
</head>
<body>
<%
out.println("HelloWorld");
%>
</body>
</html>
在tomcat的conf文件中的web.xml中
[html] view plaincopyprint?
<servlet>
<servlet-name>jsp</servlet-name>
<servlet-class>org.apache.jasper.servlet.JspServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>fork</param-name>
<param-value>false</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>xpoweredBy</param-name>
<param-value>false</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>3</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>jsp</servlet-name>
<url-pattern>*.jsp</url-pattern>
</servlet-mapping>
<servlet-mapping>
<servlet-name>jsp</servlet-name>
<url-pattern>*.jspx</url-pattern>
</servlet-mapping>
tomcat源码中JSPServlet类的实现。
这个类主要也是继承HttpServlet。重写了HttpServlet的service方法。
如果jsp第一次使用，要将它编译成servlet。编译好后将生成我们相关的文件即HelloWorld_jsp.java
[java] view plaincopyprint?
public void service (HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
String jspUri = null;
String jspFile = (String) request.getAttribute(Constants.JSP_FILE);
if (jspFile != null) {
// JSP is specified via <jsp-file> in <servlet> declaration
jspUri = jspFile;
} else {
/*
* Check to see if the requested JSP has been the target of a
* RequestDispatcher.include()
*/
jspUri = (String) request.getAttribute(Constants.INC_SERVLET_PATH);
if (jspUri != null) {
/*
* Requested JSP has been target of
* RequestDispatcher.include(). Its path is assembled from the
* relevant javax.servlet.include.* request attributes
*/
String pathInfo = (String) request.getAttribute(
"javax.servlet.include.path_info");
if (pathInfo != null) {
jspUri += pathInfo;
}
} else {
/*
* Requested JSP has not been the target of a
* RequestDispatcher.include(). Reconstruct its path from the
* request's getServletPath() and getPathInfo()
*/
jspUri = request.getServletPath();
String pathInfo = request.getPathInfo();
if (pathInfo != null) {
jspUri += pathInfo;
}
}
}
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug("JspEngine --> " + jspUri);
log.debug("\t ServletPath: " + request.getServletPath());
log.debug("\t PathInfo: " + request.getPathInfo());
log.debug("\t RealPath: " + context.getRealPath(jspUri));
log.debug("\t RequestURI: " + request.getRequestURI());
log.debug("\t QueryString: " + request.getQueryString());
}
try {
boolean precompile = preCompile(request);
serviceJspFile(request, response, jspUri, null, precompile);
} catch (RuntimeException e) {
throw e;
} catch (ServletException e) {
throw e;
} catch (IOException e) {
throw e;
} catch (Throwable e) {
throw new ServletException(e);
}
}
生成的servlet类--HelloWorld_jsp.java
[java] view plaincopyprint?
package org.apache.jsp;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.jsp.*;
public final class HelloWorld_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase
implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent {
private static java.util.List _jspx_dependants;
public Object getDependants() {
return _jspx_dependants;
}
public void _jspService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws java.io.IOException, ServletException {
JspFactory _jspxFactory = null;
PageContext pageContext = null;
HttpSession session = null;
ServletContext application = null;
ServletConfig config = null;
JspWriter out = null;
Object page = this;
JspWriter _jspx_out = null;
PageContext _jspx_page_context = null;
try {
_jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory();
response.setContentType("text/html");
pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response,
null, true, 8192, true);
_jspx_page_context = pageContext;
application = pageContext.getServletContext();
config = pageContext.getServletConfig();
session = pageContext.getSession();
out = pageContext.getOut();
_jspx_out = out;
out.write("<html>\r\n");
out.write("\t<head>\r\n");
out.write("\t\t<title>HelloWorld</title>\r\n");
out.write("\t</head>\r\n");
out.write("\t<body>\r\n");
out.write("\t\t");
out.println("HelloWorld");
out.write("\r\n");
out.write("\t</body>\r\n");
out.write("</html>");
} catch (Throwable t) {
if (!(t instanceof SkipPageException)){
out = _jspx_out;
if (out != null && out.getBufferSize() != 0)
out.clearBuffer();
if (_jspx_page_context != null) _jspx_page_context.handlePageException(t);
}
} finally {
if (_jspxFactory != null) _jspxFactory.releasePageContext(_jspx_page_context);
}
}
}
我们看到，这个类继承了org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase，具体HttpJspBase类的tomcat的源码如下：
根据时序图，首先调用service方法，然后service方法内部调用_jspService抽象方法，此方法并没有实现，故继承它的HelloWorld_jsp.java类实现。
[java] view plaincopyprint?
package org.apache.jasper.runtime;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.jsp.HttpJspPage;
import javax.servlet.jsp.JspFactory;
import org.apache.jasper.compiler.Localizer;
/**
* This is the super class of all JSP-generated servlets.
*
* @author Anil K. Vijendran
*/
public abstract class HttpJspBase
extends HttpServlet
implements HttpJspPage
{
protected HttpJspBase() {
}
public final void init(ServletConfig config)
throws ServletException
{
super.init(config);
jspInit();
_jspInit();
}
public String getServletInfo() {
return Localizer.getMessage("jsp.engine.info");
}
public final void destroy() {
jspDestroy();
_jspDestroy();
}
/**
* Entry point into service.
*/
public final void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException
{
_jspService(request, response);
}
public void jspInit() {
}
public void _jspInit() {
}
public void jspDestroy() {
}
protected void _jspDestroy() {
}
public abstract void _jspService(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException;
}
如果:
让jsp既用java代码产生动态数据，又做美化会导致jsp的职责过重且页面难以维护。
让servlet既产生数据，又在里面嵌套html代码美化数据，同样也会导致程序可读性差，难以维护。
总结：
不管是JSP还是Servlet，都可以用于开发动态web资源（学习的共同点）。但由于这2门技术各自的特点，在长期的软件实践中，人们逐渐把servlet作为web应用中的控制器组件来使用，而把JSP技术作为数据显示模板来使用（不同点，也可以说发挥各自优势！其中，JSP对于程序员来说省去了在后台手动拼接html代码的过程）。
因此最好的办法就是根据这两门技术的特点，让它们各自负责各的，servlet只负责响应请求产生数据，并把数据通过转发技术带给jsp，数据的显示jsp来做，这样职责单一，容易维护也正符合我们软件设计中的分层与单一职责等思想。
其实我们学习的各类技术以及各种设计模式，它们的出现或形成都是软件设计思想的一种体现！
起源：
在很多动态网页中，绝大部分内容都是固定不变的，只有局部内容需要动态产生和改变。如果使用Servlet程序来输出只有局部内容需要动态改变的网页，其中所有的静态内容也需要程序员用Java程序代码产生，整个Servlet程序的代码将非常臃肿，编写和维护都将非常困难。
解决方案：
为了弥补Servlet的缺陷，SUN公司在Servlet的基础上推出了JSP（Java Server Pages）技术作为解决方案。JSP是简化Servlet编写的一种技术，它将Java代码和HTML语句混合在同一个文件中编写，只对网页中的要动态产生的内容采用Java代码来编写，而对固定不变的静态内容采用普通静态HTML页面的方式编写
与Html相比：
html只能为用户提供静态数据，而Jsp技术允许在页面中嵌套java代码，为用户提供动态数据。
与Servlet相比:
servlet很难对数据进行排版，而jsp除了可以用java代码产生动态数据的同时，也很容易对数据进行排版，避免了servlet中编写大量的拼接HTML代码。
思考：JSP为什么可以像Servlet一样，也可以叫做动态web资源的开发技术？
解释：其实Jsp就是一个Servlet。下面是对这句话的具体解释！
JSP的调用过程原理图:
执行流程简介：
1，当WEB容器（Servlet引擎）接收到以.jsp为扩展名的URL的访问请求时，它将把该访问请求交给JSP引擎去处理。
2，Tomcat中的JSP引擎就是一个Servlet程序，它负责解释和执行JSP页面。
3，当我们第一次访问Jsp的时候，Jsp引擎都会将这个Jsp翻译成一个Servlet，这个文件存放在Tomcat中的work目录中
4，接着再把这个Servlet源程序编译成Servlet的class类文件
5，然后再由WEB容器（Servlet引擎）像调用普通Servlet程序一样的方式来装载和解释执行这个由JSP页面翻译成的Servlet程序。
具体代码示例：
jsp页面:
[html] view plaincopyprint?
<html>
<head>
<title> HelloWorld </title>
</head>
<body>
<%
out.println("HelloWorld");
%>
</body>
</html>
在tomcat的conf文件中的web.xml中
[html] view plaincopyprint?
<servlet>
<servlet-name>jsp</servlet-name>
<servlet-class>org.apache.jasper.servlet.JspServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>fork</param-name>
<param-value>false</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>xpoweredBy</param-name>
<param-value>false</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>3</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>jsp</servlet-name>
<url-pattern>*.jsp</url-pattern>
</servlet-mapping>
<servlet-mapping>
<servlet-name>jsp</servlet-name>
<url-pattern>*.jspx</url-pattern>
</servlet-mapping>
tomcat源码中JSPServlet类的实现。
这个类主要也是继承HttpServlet。重写了HttpServlet的service方法。
如果jsp第一次使用，要将它编译成servlet。编译好后将生成我们相关的文件即HelloWorld_jsp.java
[java] view plaincopyprint?
public void service (HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
String jspUri = null;
String jspFile = (String) request.getAttribute(Constants.JSP_FILE);
if (jspFile != null) {
// JSP is specified via <jsp-file> in <servlet> declaration
jspUri = jspFile;
} else {
/*
* Check to see if the requested JSP has been the target of a
* RequestDispatcher.include()
*/
jspUri = (String) request.getAttribute(Constants.INC_SERVLET_PATH);
if (jspUri != null) {
/*
* Requested JSP has been target of
* RequestDispatcher.include(). Its path is assembled from the
* relevant javax.servlet.include.* request attributes
*/
String pathInfo = (String) request.getAttribute(
"javax.servlet.include.path_info");
if (pathInfo != null) {
jspUri += pathInfo;
}
} else {
/*
* Requested JSP has not been the target of a
* RequestDispatcher.include(). Reconstruct its path from the
* request's getServletPath() and getPathInfo()
*/
jspUri = request.getServletPath();
String pathInfo = request.getPathInfo();
if (pathInfo != null) {
jspUri += pathInfo;
}
}
}
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug("JspEngine --> " + jspUri);
log.debug("\t ServletPath: " + request.getServletPath());
log.debug("\t PathInfo: " + request.getPathInfo());
log.debug("\t RealPath: " + context.getRealPath(jspUri));
log.debug("\t RequestURI: " + request.getRequestURI());
log.debug("\t QueryString: " + request.getQueryString());
}
try {
boolean precompile = preCompile(request);
serviceJspFile(request, response, jspUri, null, precompile);
} catch (RuntimeException e) {
throw e;
} catch (ServletException e) {
throw e;
} catch (IOException e) {
throw e;
} catch (Throwable e) {
throw new ServletException(e);
}
}
生成的servlet类--HelloWorld_jsp.java
[java] view plaincopyprint?
package org.apache.jsp;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.jsp.*;
public final class HelloWorld_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase
implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent {
private static java.util.List _jspx_dependants;
public Object getDependants() {
return _jspx_dependants;
}
public void _jspService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws java.io.IOException, ServletException {
JspFactory _jspxFactory = null;
PageContext pageContext = null;
HttpSession session = null;
ServletContext application = null;
ServletConfig config = null;
JspWriter out = null;
Object page = this;
JspWriter _jspx_out = null;
PageContext _jspx_page_context = null;
try {
_jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory();
response.setContentType("text/html");
pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response,
null, true, 8192, true);
_jspx_page_context = pageContext;
application = pageContext.getServletContext();
config = pageContext.getServletConfig();
session = pageContext.getSession();
out = pageContext.getOut();
_jspx_out = out;
out.write("<html>\r\n");
out.write("\t<head>\r\n");
out.write("\t\t<title>HelloWorld</title>\r\n");
out.write("\t</head>\r\n");
out.write("\t<body>\r\n");
out.write("\t\t");
out.println("HelloWorld");
out.write("\r\n");
out.write("\t</body>\r\n");
out.write("</html>");
} catch (Throwable t) {
if (!(t instanceof SkipPageException)){
out = _jspx_out;
if (out != null && out.getBufferSize() != 0)
out.clearBuffer();
if (_jspx_page_context != null) _jspx_page_context.handlePageException(t);
}
} finally {
if (_jspxFactory != null) _jspxFactory.releasePageContext(_jspx_page_context);
}
}
}
我们看到，这个类继承了org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase，具体HttpJspBase类的tomcat的源码如下：
根据时序图，首先调用service方法，然后service方法内部调用_jspService抽象方法，此方法并没有实现，故继承它的HelloWorld_jsp.java类实现。
[java] view plaincopyprint?
package org.apache.jasper.runtime;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.jsp.HttpJspPage;
import javax.servlet.jsp.JspFactory;
import org.apache.jasper.compiler.Localizer;
/**
* This is the super class of all JSP-generated servlets.
*
* @author Anil K. Vijendran
*/
public abstract class HttpJspBase
extends HttpServlet
implements HttpJspPage
{
protected HttpJspBase() {
}
public final void init(ServletConfig config)
throws ServletException
{
super.init(config);
jspInit();
_jspInit();
}
public String getServletInfo() {
return Localizer.getMessage("jsp.engine.info");
}
public final void destroy() {
jspDestroy();
_jspDestroy();
}
/**
* Entry point into service.
*/
public final void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException
{
_jspService(request, response);
}
public void jspInit() {
}
public void _jspInit() {
}
public void jspDestroy() {
}
protected void _jspDestroy() {
}
public abstract void _jspService(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException;
}
如果:
让jsp既用java代码产生动态数据，又做美化会导致jsp的职责过重且页面难以维护。
让servlet既产生数据，又在里面嵌套html代码美化数据，同样也会导致程序可读性差，难以维护。
总结：
不管是JSP还是Servlet，都可以用于开发动态web资源（学习的共同点）。但由于这2门技术各自的特点，在长期的软件实践中，人们逐渐把servlet作为web应用中的控制器组件来使用，而把JSP技术作为数据显示模板来使用（不同点，也可以说发挥各自优势！其中，JSP对于程序员来说省去了在后台手动拼接html代码的过程）。
因此最好的办法就是根据这两门技术的特点，让它们各自负责各的，servlet只负责响应请求产生数据，并把数据通过转发技术带给jsp，数据的显示jsp来做，这样职责单一，容易维护也正符合我们软件设计中的分层与单一职责等思想。
其实我们学习的各类技术以及各种设计模式，它们的出现或形成都是软件设计思想的一种体现！
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