經常有朋友問起，JSP和Servlet之間有什么區別，兩者之間又有什么聯系？其實Servlet技術的出現時間很早，是當時為了Java的服務器端應用而開發的。大家都知道Applet是應用小程序，Servlet就是服務器端小程序了。但在Microsoft公司的ASP技術出現后，使用Servlet進行響應輸出時一行行的輸出語句就顯得非常笨拙，對于復雜布局或者顯示頁面更是如此。JSP就是為了滿足這種需求在Servlet技術之上開發的。可見，JSP和Servlet之間有著內在的血緣關系，在學習JSP時，如果能夠抓住這種聯系，就能更深刻地理解JSP的運行機理，達到事半功倍的效果。
本文將通過對一個JSP運行過程的剖析，深入JSP運行的內幕，并從全新的視角闡述一些JSP中的技術要點。
HelloWorld.jsp
我們以Tomcat 4.1.17服務器為例，來看看最簡單的HelloWorld.jsp是怎么運行的。
代碼清單1：HelloWorld.jsp
HelloWorld.jsp
%
String message = "Hello World!";
%>
%=message%>
這個文件非常簡單，僅僅定義了一個String的變量，并且輸出。把這個文件放到Tomcat的webapps\ROOT\目錄下，啟動Tomcat，在瀏覽器中訪問http://localhost:8080/HelloWorld.jsp，瀏覽器中的輸出為“HelloWorld!”
讓我們來看看Tomcat都做了什么。轉到Tomcat的\work\Standalone\localhost\_目錄下，可以找到如下的HelloWorld_jsp.java，這個文件就是Tomcat解析HelloWorld.jsp時生成的源文件：
代碼清單2：HelloWorld_jsp.java
package org.apache.jsp;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.jsp.*;
import org.apache.jasper.runtime.*;
public class HelloWorld_jsp extends HttpJspBase {
......
public void _jspService(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)throws java.io.IOException, ServletException
{
JspFactory _jspxFactory = null;
javax.servlet.jsp.PageContext pageContext = null;
HttpSession session = null;
ServletContext application = null;
ServletConfig config = null;
JspWriter out = null;
Object page = this;
JspWriter _jspx_out = null;
try {
_jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory();
response.setContentType("text/html;charset=ISO-8859-1");
pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response,null, true, 8192, true);
application = pageContext.getServletContext();
config = pageContext.getServletConfig();
session = pageContext.getSession();
out = pageContext.getOut();
_jspx_out = out;
String message = "Hello World!";
out.print(message);
} catch (Throwable t) {
out = _jspx_out;
if (out != null out.getBufferSize() != 0)
out.clearBuffer();
if (pageContext != null) pageContext.handlePageException(t);
} finally {
if (_jspxFactory != null) _jspxFactory.releasePageContext(pageContext);
}
}
}
從上面可以看出，HelloWorld.jsp在運行時首先解析成一個Java類HelloWorld_jsp.java，該類繼承于org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase基類，HttpJspBase實現了HttpServlet接口。可見，JSP在運行前首先將編譯為一個Servlet，這就是理解JSP技術的關鍵。
我們還知道JSP頁面中內置了幾個對象，如pageContext、application、config、page、session、out等，你可能會奇怪，為什么在JSP中的代碼片斷中可以直接使用這些內置對象。觀察_jspService()方法，實際上這幾個內置對象就是在這里定義的。在對JSP文件中的代碼片斷進行解析之前，先對這幾個內置對象進行初始化。
首先，調用JspFactory的getDefaultFactory()方法獲取容器實現（本文中指Tomcat 4.1.17）的一個JspFactory對象的引用。JspFactory是javax.servlet.jsp包中定義的一個抽象類，其中定義了兩個靜態方法set/getDefaultFactory()。set方法由JSP容器（Tomcat）實例化該頁面Servlet（即HelloWorld_jsp類）的時候置入，所以可以直接調用JspFactory.getDefaultFactory()方法得到這個JSP工廠的實現類。Tomcat是調用org.apache.jasper.runtime.JspFactoryImpl類。
然后，調用這個JspFactoryImpl的getPageContext()方法，填充一個PageContext返回，并賦給內置變量pageConext。其它內置對象都經由該pageContext得到。具體過程見上面的代碼，這里不再贅述。該頁面Servlet的環境設置完畢，開始對頁面進行解析。HelloWorld.jsp頁面僅僅定義了一個String變量，然后直接輸出。解析后的代碼如下：
代碼清單3：JSP頁面解析后的代碼片斷
String message = "Hello World!";
out.print(message);
定制標簽的解析過程
在一個中大型的Web應用中，通常使用JSP定制標簽來封裝頁面顯示邏輯。剖析容器對定制標簽的解析過程，對我們深入理解定制標簽的運行機理非常有幫助。下面我們以Struts1.1b中附帶的struts-example應用的主頁運行為例加以說明。
包含定制標簽的index.jsp
Struts1.1b的下載地址是http://jakarta.apache.org/struts/index.html。將下載的包解壓，在webapps目錄下可以找到struts-example.war。將該War包拷貝到Tomcat的webapps目錄下，Tomcat會自動安裝此應用包。在瀏覽器中通過http://localhost:8080/struts-example訪問struts-example應用，將顯示應用的首頁（見圖1）。
圖一 應用的首頁
代碼清單4：index.jsp
%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
%@ taglib uri="/WEB-INF/struts-bean.tld" prefix="bean" %>
%@ taglib uri="/WEB-INF/struts-html.tld" prefix="html" %>
%@ taglib uri="/WEB-INF/struts-logic.tld" prefix="logic" %>
html:html locale="true">
head>
title>bean:message key="index.title"/>/title>
html:base/>
/head>
body bgcolor="white">
……
/body>
/html:html>
我們僅以index.jsp中的bean:message/>標簽的解析為例進行分析，看容器是怎樣把這個自定義標簽解析成HTML輸出的。上面代碼省略了頁面的其它顯示部分。首先，查看上面瀏覽器中頁面的源文件：
html lang="zh">
head>
title>MailReader Demonstration Application (Struts 1.0)/title>
/head>
body bgcolor="white">
……
/body>
/html>
可見，容器已經把bean:message key="index.title"/>替換成一個字串，顯示為頁面的標題。
解析過程
那么，JSP容器是怎樣完成解析的呢？查看在工作目錄jakarta-tomcat-4.1.17\work\Standalone\localhost\struts-example下解析后的index_jsp.java文件：
代碼清單5：index_jsp.java
package org.apache.jsp;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.jsp.*;
import org.apache.jasper.runtime.*;
public class index_jsp extends HttpJspBase {
//為所有的定制標簽定義處理器池類的引用
private org.apache.jasper.runtime.TagHandlerPool ；
_jspx_tagPool_bean_message_key;
……
//頁面類構造方法
public index_jsp() {
_jspx_tagPool_bean_message_key =
new org.apache.jasper.runtime.TagHandlerPool();
……
}
public void _jspService(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws java.io.IOException, ServletException {
……
_jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory();
response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this,
request, response,null, true, 8192, true);
application = pageContext.getServletContext();
config = pageContext.getServletConfig();
session = pageContext.getSession();
out = pageContext.getOut();
_jspx_out = out;
……
if (_jspx_meth_html_html_0(pageContext))
return;
……
}
//頁面在處理退出時釋放所有定制標簽的屬性
public void _jspDestroy() {
_jspx_tagPool_bean_message_key.release();
……
}
}
生成的index_jsp.java繼承于org.apache. jasper.runtime.HttpJspBase。研究這個文件為我們了解定制標簽的運行機理提供了途徑。
從上面可以看出，Tomcat在解析一個JSP頁面時，首先為每一個定制標簽定義并實例化了一個TagHandlerPool對象。頁面的處理方法覆蓋父類的_ jspService()方法，_jspService方法首先初始化環境，為內置對象賦值。由于index.jsp頁面整體由一個html:html/>標簽包裹，Tomcat對每一個標簽都產生一個私有方法加以實現。html:html/>標簽的處理方法是_jspx_meth_html_html_0()。這個方法的命名規范大家也可以從這里看出，就是“_jspx_meth ＋ 標簽的前綴 ＋ 標簽名 ＋ 該標簽在JSP頁面同類標簽中出現的序號”。其它標簽都被包含在該標簽中，所以其它標簽在_jspx_meth_html_html_0()方法中進行解析。具體的代碼實現請參見賽迪網http://linux.ccidnet.com期刊瀏覽2003年第6期。
在_jspx_meth_html_html_0()方法中，首先從_jspx_tagPool_html_html_locale池中得到一個org.apache.struts.taglib.html.HtmlTag的實例，然后設置這個tag實例的頁面上下文及上級標簽，由于html:html標簽是頁面的最頂層標簽，所以它的parent是null。然后對該標簽的內容進行解析。HTML代碼直接輸出，下面主要看看html:html>/html:html>標簽之間包含的bean:message key="index.title"/>標簽的解析。對bean:message標簽的解析類似于html:html，Tomcat也將其放入一個單獨的方法_jspx_meth_bean_message_0()中進行。
bean:message標簽的解析
代碼清單7：_jspx_meth_bean_message_0()方法片斷
//對message定制標簽的處理方法
private boolean _jspx_meth_bean_message_0(
javax.servlet.jsp.tagext.Tag _jspx_th_html_html_0,
javax.servlet.jsp.PageContext pageContext) throws Throwable {
JspWriter out = pageContext.getOut();
/* ---- bean:message ---- */
org.apache.struts.taglib.bean.MessageTag
_jspx_th_bean_message_0 =
(org.apache.struts.taglib.bean.MessageTag)
_jspx_tagPool_bean_message_key.get(
org.apache.struts.taglib.bean.MessageTag.class);
_jspx_th_bean_message_0.setPageContext(pageContext);
_jspx_th_bean_message_0.setParent(_jspx_th_html_html_0);
_jspx_th_bean_message_0.setKey("index.title");
int _jspx_eval_bean_message_0 = _jspx_th_bean_message_0.doStartTag();
if (_jspx_th_bean_message_0.doEndTag()== javax.servlet.jsp.tagext.Tag.SKIP_PAGE)
return true;
_jspx_tagPool_bean_message_key.reuse(_jspx_th_bean_message_0);
return false;
}
同樣，對html:bean也需要從池中得到一個標簽類的實例，然后設置環境。這里不再贅述。我們只專注對MessageTag定制標簽類特殊的處理部分。定制標簽類的開發不在本文討論范圍之內。在index.jsp中定義了一個bean:message標簽，并設置了一個屬性：bean:message key="index.title"/>。Tomcat在解析時，調用MessageTag對象的key屬性設置方法setKey()，將該屬性置入。然后調用MessageTag的doStartTag()和doEndTag()方法，完成解析。如果doEndTag()方法的返回值為javax.servlet.jsp.tagext.Tag. SKIP_PAGE，表明已經完成解析，返回true，Tomcat將立即停止剩余頁面代碼的執行，并返回。否則把該MessageTag的實例放回池中。
標簽類對象實例的池化
為了提高運行效率，Tomcat對所有的定制標簽類進行了池化，池化工作由org.apache.jasper. runtime.TagHandlerPool類完成。TagHandlerPool類主要有兩個方法，代碼如下：
代碼清單8：TagHandlerPool.java
public class TagHandlerPool {
private static final int MAX_POOL_SIZE = 5;
private Tag[] handlers;
public synchronized Tag get(Class handlerClass) throws JspException {……}
public synchronized void reuse(Tag handler) {……}
}
TagHandlerPool簡單地實現了對標簽類的池化，其中MAX_POOL_SIZE是池的初始大小，handlers是一個Tag的數組，存儲標簽類的實例。get(Class handlerClass)得到一個指定標簽類的實例，如果池中沒有可用實例，則新實例化一個。reuse(Tag handler)把handler對象放回池中。
至此，我們對JSP在容器中的運行過程已經了然于胸了。雖然每種JSP容器的解析結果會有差異，但其中的原理都雷同。對于編寫JSP應用，我們并不需要干涉容器中的運行過程，但如果你對整個底層的運行機制比較熟悉，就能對JSP/Servlet技術有更深的認識。
