深入分析JavaWeb 12 -- jsp运行原理与基本语法-CFANZ编程社区

一、什么是JSP？

　　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。
　　
　　JSP这门技术的最大的特点在于，写jsp就像在写html，但它相比html而言，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。

二、JSP运行原理

2.1、Web服务器是如何调用并执行一个jsp页面的？

　　浏览器向服务器发请求，不管访问的是什么资源，其实都是在访问Servlet，所以当访问一个jsp页面时，其实也是在访问一个Servlet，服务器在执行jsp的时候，首先把jsp翻译成一个Servlet，所以我们访问jsp时，其实不是在访问jsp，而是在访问jsp翻译过后的那个Servlet，例如下面的代码：

index.jsp

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<%
String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";
%>

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html>
  <head>
    <base href="<%=basePath%>">

    <title>First Jsp</title>

  </head>

  <body>
    <%
        out.print("Hello Jsp");
    %>
  </body>
</html>

　　当我们通过浏览器访问index.jsp时，服务器首先将index.jsp翻译成一个index_jsp.class，在Tomcat服务器的work\Catalina\localhost\项目名\org\apache\jsp目录下可以看到index_jsp.class的源代码文件index_jsp.java，index_jsp.java的代码如下：

package org.apache.jsp;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.jsp.*;
import java.util.*;

public final class index_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase
    implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent {

  private static final JspFactory _jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory();

  private static java.util.List _jspx_dependants;

  private javax.el.ExpressionFactory _el_expressionfactory;
  private org.apache.AnnotationProcessor _jsp_annotationprocessor;

  public Object getDependants() {
    return _jspx_dependants;
  }

  public void _jspInit() {
    _el_expressionfactory = _jspxFactory.getJspApplicationContext(getServletConfig().getServletContext()).getExpressionFactory();
    _jsp_annotationprocessor = (org.apache.AnnotationProcessor) getServletConfig().getServletContext().getAttribute(org.apache.AnnotationProcessor.class.getName());
  }

  public void _jspDestroy() {
  }

  public void _jspService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws java.io.IOException, ServletException {

    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 {
      response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
      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('\r');
      out.write('\n');

String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";

      out.write("\r\n");
      out.write("\r\n");
      out.write("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">\r\n");
      out.write("<html>\r\n");
      out.write("  <head>\r\n");
      out.write("    <base href=\"");
      out.print(basePath);
      out.write("\">\r\n");
      out.write("    \r\n");
      out.write("    <title>First Jsp</title>\r\n");
      out.write("\t\r\n");
      out.write("  </head>\r\n");
      out.write("  \r\n");
      out.write("  <body>\r\n");
      out.write("    ");

        out.print("Hello Jsp");

      out.write("\r\n");
      out.write("  </body>\r\n");
      out.write("</html>\r\n");
    } catch (Throwable t) {
      if (!(t instanceof SkipPageException)){
        out = _jspx_out;
        if (out != null && out.getBufferSize() != 0)
          try { out.clearBuffer(); } catch (java.io.IOException e) {}
        if (_jspx_page_context != null) _jspx_page_context.handlePageException(t);
      }
    } finally {
      _jspxFactory.releasePageContext(_jspx_page_context);
    }
  }
}

　　我们可以看到，index_jsp这个类是继承 org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase这个类的，通过查看Tomcat服务器的源代码，可以知道在apache-tomcat-6.0.20-src\java\org\apache\jasper\runtime目录下存HttpJspBase这个类的源代码文件，如下图所示：

深入分析JavaWeb 12 -- jsp运行原理与基本语法_java

我们可以看看HttpJsBase这个类的源代码，如下所示：

/*
 * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
 * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
 * this work for additional information regarding copyright ownership.
 * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0
 * (the "License"); you may not use this file except in compliance with
 * the License.  You may obtain a copy of the License at
 * 
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 * 
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

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;
}

　　HttpJspBase类是继承HttpServlet的，所以HttpJspBase类是一个Servlet，而index_jsp又是继承HttpJspBase类的，所以index_jsp类也是一个Servlet，所以当浏览器访问服务器上的index.jsp页面时，其实就是在访问index_jsp这个Servlet，index_jsp这个Servlet使用_jspService这个方法处理请求。

2.2、Jsp页面中的html排版标签是如何被发送到客户端的？

浏览器接收到的这些数据

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html>
  <head>
    <base href="http://localhost:8080/JavaWeb_Jsp_Study_20140603/">

    <title>First Jsp</title>

  </head>

  <body>
    Hello Jsp
  </body>
</html>

都是在_jspService方法中使用如下的代码输出给浏览器的：

out.write('\r');
      out.write('\n');

String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";

      out.write("\r\n");
      out.write("\r\n");
      out.write("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">\r\n");
      out.write("<html>\r\n");
      out.write("  <head>\r\n");
      out.write("    <base href=\"");
      out.print(basePath);
      out.write("\">\r\n");
      out.write("    \r\n");
      out.write("    <title>First Jsp</title>\r\n");
      out.write("\t\r\n");
      out.write("  </head>\r\n");
      out.write("  \r\n");
      out.write("  <body>\r\n");
      out.write("    ");

        out.print("Hello Jsp");

      out.write("\r\n");
      out.write("  </body>\r\n");
      out.write("</html>\r\n");

　　在jsp中编写的java代码和html代码都会被翻译到_jspService方法中去，在jsp中编写的java代码会原封不动地翻译成java代码，如<%out.print("Hello Jsp");%>直接翻译成out.print("Hello Jsp");，而HTML代码则会翻译成使用**out.write("<html标签>\r\n")**;的形式输出到浏览器。在jsp页面中编写的html排版标签都是以**out.write("<html标签>\r\n")**;的形式输出到浏览器，浏览器拿到html代码后才能够解析执行html代码。

2.3、Jsp页面中的java代码服务器是如何执行的？

　　在jsp中编写的java代码会被翻译到_jspService方法中去，当执行_jspService方法处理请求时，就会执行在jsp编写的java代码了，所以Jsp页面中的java代码服务器是通过调用_jspService方法处理请求时执行的。

2.4、Web服务器在调用jsp时，会给jsp提供一些什么java对象？

　　查看_jspService方法可以看到，Web服务器在调用jsp时，会给Jsp提供如下的8个java对象

PageContext pageContext;
HttpSession session;
ServletContext application;
ServletConfig config;
JspWriter out;
Object page = this;
HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response
　　其中page对象，request和response已经完成了实例化，而其它5个没有实例化的对象通过下面的方式实例化

pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response,null, true, 8192, true);
 application = pageContext.getServletContext();
 config = pageContext.getServletConfig();
 session = pageContext.getSession();
 out = pageContext.getOut();

这8个java对象在Jsp页面中是可以直接使用的，如下所示：

<%
        session.setAttribute("name", "session对象");//使用session对象,设置session对象的属性
        out.print(session.getAttribute("name")+"<br/>");//获取session对象的属性
        pageContext.setAttribute("name", "pageContext对象");//使用pageContext对象,设置pageContext对象的属性
        out.print(pageContext.getAttribute("name")+"<br/>");//获取pageContext对象的属性
        application.setAttribute("name", "application对象");//使用application对象,设置application对象的属性
        out.print(application.getAttribute("name")+"<br/>");//获取application对象的属性
        out.print("Hello Jsp"+"<br/>");//使用out对象
        out.print("服务器调用index.jsp页面时翻译成的类的名字是："+page.getClass()+"<br/>");//使用page对象
        out.print("处理请求的Servlet的名字是："+config.getServletName()+"<br/>");//使用config对象
        out.print(response.getContentType()+"<br/>");//使用response对象
        out.print(request.getContextPath()+"<br/>");//使用request对象
%>

运行结果如下：

深入分析JavaWeb 12 -- jsp运行原理与基本语法_java_02

2.5、Jsp最佳实践

　　Jsp最佳实践就是jsp技术在开发中该怎么去用。

　　不管是JSP还是Servlet，虽然都可以用于开发动态web资源。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。其原因为，程序的数据通常要美化后再输出：让jsp既用java代码产生动态数据，又做美化会导致页面难以维护。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。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。

2.6、Tomcat服务器的执行流程

深入分析JavaWeb 12 -- jsp运行原理与基本语法_java web_03

第一次执行：

客户端通过电脑连接服务器，因为是请求是动态的，所以所有的请求交给WEB容器来处理
在容器中找到需要执行的*.jsp文件
之后*.jsp文件通过转换变为*.java文件
*.java文件经过编译后，形成*.class文件
最终服务器要执行形成的*.class文件

第二次执行：

因为已经存在了*.class文件，所以不在需要转换和编译的过程
修改后执行：
源文件已经被修改过了，所以需要重新转换，重新编译。

三、Jsp 语法

　　任何语言都有自己的语法，JAVA中有，JSP虽然是在JAVA上的一种应用，但是依然有其自己扩充的语法，而且在JSP中，所有的JAVA语句都可以使用。

3.1、JSP模版元素

　　JSP页面中的HTML内容称之为JSP模版元素。
　　JSP模版元素定义了网页的基本骨架，即定义了页面的结构和外观。

3.2、JSP表达式

　　JSP脚本表达式（expression）用于将程序数据输出到客户端
　　
语法：<%= 变量或表达式 %>
　　
　举例：输出当前系统时间:

<%= new java.util.Date() %>

　　JSP引擎在翻译脚本表达式时，会将程序数据转成字符串，然后在相应位置用out.print(…) 将数据输给客户端。
　　JSP脚本表达式中的变量或表达式后面不能有分号（;）。

3.3、JSP脚本片断

　　JSP脚本片断(scriptlet)用于在JSP页面中编写多行Java代码。语法：
　　　　

<% 
    多行java代码 
%>

　　在<% %>中可以定义变量、编写语句，不能定义方法。

范例：在Scriptlet中定义变量、编写语句

<%
    int sum=0;//声明变量

    /*编写语句*/
    for (int i=1;i<=100;i++){
        sum+=i;
    }
    out.println("<h1>Sum="+sum+"</h1>");
%>

　　注意事项：

JSP脚本片断中只能出现java代码，不能出现其它模板元素， JSP引擎在翻译JSP页面中，会将JSP脚本片断中的Java代码将被原封不动地放到Servlet的_jspService方法中。
JSP脚本片断中的Java代码必须严格遵循Java语法，例如，每执行语句后面必须用分号（;）结束。
在一个JSP页面中可以有多个脚本片断，在两个或多个脚本片断之间可以嵌入文本、HTML标记和其他JSP元素。
举例：

<%
    int x = 10;
    out.println(x);
%>
<p>这是JSP页面文本</p>
<%
    int y = 20;
    out.println(y);
%>

　　多个脚本片断中的代码可以相互访问，犹如将所有的代码放在一对<%%>之中的情况。如：out.println(x);
　　
　　单个脚本片断中的Java语句可以是不完整的，但是，多个脚本片断组合后的结果必须是完整的Java语句，例如：

<%
    for (int i=1; i<5; i++) 
    {
%>
    <H1>http://localhost:8080/JavaWeb_Jsp_Study_20140603/</H1>
<%
    }
%>

3.4、JSP声明

　　JSP页面中编写的所有代码，默认会翻译到servlet的service方法中，而Jsp声明中的java代码被翻译到_jspService方法的外面。语法：

<%！ 
　　　　java代码
%>

　　所以，JSP声明可用于定义JSP页面转换成的Servlet程序的静态代码块、成员变量和方法。
　　多个静态代码块、变量和函数可以定义在一个JSP声明中，也可以分别单独定义在多个JSP声明中。
　　JSP隐式对象的作用范围仅限于Servlet的_jspService方法，所以在JSP声明中不能使用这些隐式对象。

　　JSP声明案例：

<%!
static { 
    System.out.println("loading Servlet!"); 
}

private int globalVar = 0;

public void jspInit(){
    System.out.println("initializing jsp!");
}
%>

<%!
public void jspDestroy(){
    System.out.println("destroying jsp!");
}
%>

3.5、JSP注释

在JSP中，注释有两大类：

显式注释：直接使用HTML风格的注释：<!- - 注释内容- ->
隐式注释：直接使用JAVA的注释：//、/*……*/
JSP自己的注释：<%- - 注释内容- -%>

这三种注释的区别

<!--这个注释可以看见-->

<%
    //JAVA中的单行注释

    /*
        JAVA中的多行注释
    */
%>

<%--JSP自己的注释--%>

　　HTML的注释在浏览器中查看源文件的时候是可以看得到的，而JAVA注释和JSP注释在浏览器中查看源文件时是看不到注释的内容的，这就是这三种注释的区别。