深入理解Servlet和JSP原理

一、什么是Servlet？      

Servlet是由Sun公司制定的服务器端组件规范。它不但指定了作为一个Servlet组件的特征，同时也指定了作为运行Serlvet的系统（称之为Servlet容器）应具备的特征。     Servlet组件运行在Servlet容器下，由Servlet容器负责诸如“实例化并管理Servlet对象”、“调用Servlet生命周期方法”、“解析及封装特定协议的请求和响应”等工作。    Servlet类应实现javax.servlet.Servlet接口并实现其生命周期方法。其中最主要的是    public void service(ServletRequest request, ServletResponse response)         throws ServletException, IOException {        ... ... ...    }     

容器收到请求后即会调用该方法。面对大量的用户访问，Servlet容器一般采用“单实例，多线程”的方式管理Servlet，即Servlet容器只会创建一个Servlet实例，针对不同的用户访问将开启不同的线程运行service方法，Servlet容器一般会维护一个线程池去管理这些线程。鉴于Servlet容器的这种管理方式，对于service方法而言应注意线程安全的问题。    一般在实际中常常使用的是基于HTTP协议的Servlet，作为基于HTTP协议的Servlet可以通过继承javax.servlet.HttpServlet得到。HttpServlet类实现了Servlet接口，并在service方法中根据不同的请求（get或post等）调用相应的方法（doGet或doPost)。一般情况下，作为HttpServlet的子类可以重写其doGet方法用于处理Get请求，重写doPost方法用于处理Post请求。 另外HttpServlet可以重写init()和destory()方法 init()方法用于定义初始化逻辑,Servlet一创建后即会被调用。  destory()方法将在Servlet实例销毁前调用。     一个HttpServlet需要有特定的部署描述符(web.xml,置于应用的/WEB-INF中)指定其特征：其定义如下：    

<servlet>       <servlet-name>Tst</servlet-name>       <servlet-class>test.TestServlet</servlet-class>       <init-param>         <param-name>someKey</param-name>         <param-value>someValue</param-value>       </init-param>       <load-on-startup>0</load-on-startup>     </servlet>       <servlet-mapping>        <servlet-name>Tst</servlet-name>        <url-pattern>/test</url-pattern>     </servlet-mapping> 子元素指定Serlvet的名称，作为该Servlet的唯一标识。  子元素用于指定Servlet的类名。  的子元素用于定义所谓基于键-值对的初始化参数，Servlet对象可以通过调用ServletConfig对象的getInitParameter(String name）获取制定指定键的对应值。 可以有多个元素，用于定义Servlet在工作时要获取的某些初始化信息（如：要读取的某些属性文件的路径等 ）。 的子元素用于指定是在Servlet容器启动时即创建该Servlet对象，还是在Serlvet容器接收到针对该Servlet的请求后再实例化该Servlet对象。的值为负数时采取后一种策略，的值为0或正数时采取前一种策略。web.xml中可能会定义多个为正数的Servlet，Servlet容器会根据其值得大小决定其实例化顺序，值小的先实例化，值大的后实例化。       元素用于把特定的Servlet映射到一个URI地址，当Servlet容器收到针对该地址发出的请求时即会实例化相应的Servlet对象，并调用其特定方法。例如某个Servlet的url-pattern为"/test"则当在浏览器的地址栏输入".../应用名/test"时，Servlet容器将会访问 该Servlet。     作为Tomcat服务器，还可以通过其他的方式访问Servlet，在其安装目录的conf子目录下有也有一个web.xml该web.xml中定义了一些Servlet，这些Servlet属于Tomcat内置的Servlet，在Tomcat服务器一启动时即会实例化这些Servlet对象。    其中InvokerServlet的配置信息如下：     

<servlet>         <servlet-name>invoker</servlet-name>         <servlet-class>           org.apache.catalina.servlets.InvokerServlet         </servlet-class>         <init-param>             <param-name>debug</param-name>             <param-value>0</param-value>         </init-param>         <load-on-startup>2</load-on-startup>     </servlet>       <servlet-mapping>         <servlet-name>invoker</servlet-name>         <url-pattern>/servlet/*</url-pattern>     </servlet-mapping>       该Servlet用于访问其他的Servlet，其默认的url-pattern配置为/servlet/*。当我们在浏览器的地址栏输入“.../servlet/其他Servlet的类名” 时，则Tomcat容器将通过InvokerServlet访问该Servlet（即使该Servlet没有在web.xml进行定义）    例如：在浏览器的地址栏输入".../应用名/servlet/servet.TestServlet时，Servlet容器即会对test.TestServlet进行访问。这种访问方式将便于对Servlet的测试。    我们可以关注Tomcat另外的一个内置Servlet：DefaultServlet可以用于列出应用下某个目录的内容，该Servlet的配置信息如下:       <servlet>         <servlet-name>default</servlet-name>         <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>         <init-param>             <param-name>debug</param-name>             <param-value>0</param-value>         </init-param>         <init-param>             <param-name>listings</param-name>             <param-value>true</param-value>         </init-param>         <load-on-startup>1</load-on-startup>     </servlet>       更改其配置信息的名为listings的初始化参数值为true时，当输入某个应用的目录时DefaultServlet可以用下图的方式列出该目录中的内容并可实现链接导航。这样的功能会对测试有一定的帮助。     

二、什么是JSP？      准确的说，JSP就是Servlet，JSP是一个标准的文本文件，在第一次访问时，Servlet会将该文件“翻译”成Servlet，然后再实施调用。不同的应用服务器会有不同的翻译方式。     针对于Tomcat服务器而言，我们可以在conf/web.xml中关注定义的另外一个内置Servlet：JspServlet，该Servlet的功能在于“翻译”JSP并对其实施访问，该Servlet的定义如下：        <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>     注意该Servlet的url-pattern为“*.jsp”及所有后缀为“.jsp”等请求将会访问该Servlet，例如：在浏览器地址栏输入“.../应用名/test.jsp”将访问该Servlet     而该Servlet将首先获取名为test.jsp文件的内容将其编译成并实施调用。     可以做一个小的实验，在conf/web.xml中替换JspServlet对应的url-pattern（例如：改成hey），重启Tomcat服务器，访问内容如下所示的hello.jsp（地址为".../应用名/hello.jsp"）      <html>      <head>        <title>hello.jsp</title>        </head>        <body>        <%         for (int i = 0; i <= 100; i++) {           out.println("helloworld");         }        %>       </body>     </html>     通过在浏览器中"单击右键->查看源文件"的方式可以看到浏览器你收到的内容为：      <html>        <head>          <title>hello.jsp</title>        </head>        <body>        <%         for (int i = 0; i <= 100; i++) {           out.println("helloworld");         }        %>       </body>     </html>     可见该jsp并没有被解析，而是以静态文本的方式原样输出。     在Tomcat安装目录下的\work\Catalina下可以找到JSP经过“翻译”后的Java源文件和编译后类文件，对于上面hello.jsp而言，“翻译”后的Servlet源文件为：\work\Catalina\localhost\tst\org\apache\jsp\hello_jsp.java 该文件的主要内容如下： package org.apache.jsp; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; import javax.servlet.jsp.*; public final class hello_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase     implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent {   ... ... ...   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 {       ... ... ...       out.write("<html>\r\n");       out.write("\t<head>\r\n");       out.write("\t\t<title>hello.jsp</title>\r\n");       out.write("\t</head>\r\n");       out.write("\r\n");       out.write("\t<body>\r\n");       out.write("\t\t");        for (int i = 0; i <= 100; i++) {         out.println("helloworld");      }          out.write("\r\n");       out.write("\t</body>\r\n");       out.write("</html>");       ... ... ...     } }     可以看出hell.jsp经过“翻译”后的类名为hello_jsp 该类继承了org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase类，而HttpJspBase类又是HttpServlet的子类。HttpJspBase在其service方法中调用了_jspService方法，针对特定的jsp页面，Tomcat的JSP引擎将其“翻译”成HttpJspBase的子类并重写其_jspService方法。该类的很多初始化内容有JSP引擎完成。     在上面的_jspService方法中可以看到hello.jsp的“影子”，在JSP中使用<%...%>所书写的Java代码被原样的置于_jspService方法中；另外在JSP中的HTML脚本通过流对象out原样输出...当然，JSP的“翻译”不可能如此简单，因为JSP页面还可能写有指令、标签等复杂的结构。     从上面的_jspService方法还可以看出，所谓JSP内建对象（request、reponse、application、session等）其实并不神秘，它们或是_jspService方法的参数变量，或是由JSP引擎在_jspService方法中预先定义好的变量，我们在JSP的<%...%>中可以直接使用