Java Web基础 --- Jsp 综述(上)

摘要：

　　J2EE是一套规范，而Servlet/jsp是J2EE规范的一部分，是Tomcat的主要实现部分。在最初的应用实践中，当用户向指定Servlet发送请求时，Servlet利用输出流动态生成HTML页面，这导致Servlet开发效率极为低下。JSP技术通过实现普通静态HTML和动态部分混合编码，使得逻辑内容与外观相分离，大大简化了表示层的实现，提高了开发效率。本文以JSP的本质是Servlet为主线，结合JSP转译后所得的Servlet，详细探讨了JSP的原理、执行过程、脚本元素、编译指令和动作指令，并给出了JSP使用的常见注意事项。

一. J2EE, Tomcat 和 Web application

1、J2EE 与 Tomcat

　　J2EE 是由 SUN 公司开发的一套企业级应用规范。所谓规范(Specification)指的是一系列接口，不包含具体实现，我们可以通过 J2EE Specification APIs (以 J2EE 6 为例) 来了解该规范。 J2EE 主要由十三种核心技术规范组成，这些规范包括：

JAF (JavaBean Activation FrameWork).

　　基于 J2EE 规范，各个公司可以根据自己的产品实现相应的接口，例如，JBOSS 和 GLASSFISH 就是常见的 J2EE 实现。特别需要注意的是， Tomcat 是一个 Servlet 容器，实现了 J2EE 中的 Servlet/JSP 规范 (位于 Tomcat 的 lib 目录下的 jsp-api.jar 和 servlet-api.jar)，所以 Jsp 和 Servlet 只要按 SUN 发布的规范进行开发和部署就能直接在 Tomcat 中运行。但是 Tomcat 没有实现 EJB 等规范，也就是说，Tomcat 并不是一个 EJB 容器，所以 Tomcat 不是一个完整的 J2EE 实现。通常，若一个 WEB服务器 想要支持 J2EE， 那么它必须要实现这个规范。

　　总的来说，J2EE 是一套规范，而 Tomcat 实现了其中的一部分规范；Servlet/Jsp 是 J2EE 规范的一部分，是 Tomcat 的主要实现部分。

2、Web Application

　　符合 J2EE 规范的 Web Application 实际上是一个目录，如下图所示。classes 和 lib 两个文件夹都适用于保存 Web应用 所需的Java类文件，区别是 classes 保存单个 *.class 文件；而 lib 保存打包后的 jar 文件。

二. JSP 原理

1、JSP 简介 　　JSP (Java Server Pages) 是由 Sun 公司倡导、多家公司参与一起建立的一种动态网页技术标准。JSP 文件（*.jsp）实际上是在传统的网页HTML文件（*.htm，*.html）中插入Java程序段（Scriptlet）和 JSP标记（tag）所形成的。 　　JSP 的本质是 Servlet。当用户向指定 Servlet 发送请求时，Servlet 利用输出流动态生成 HTML 页面。由于一个 HTML 页面往往包括大量的 HTML标签、静态文本和格式等，导致 Servlet开发效率极为低下。如下图所示，JSP 的出现弥补了这种不足，它通过实现普通静态HTML和动态部分混合编码，使得逻辑内容与外观相分离，大大简化了表示层的实现。实际上，在静态的HTML页面中嵌入动态Java脚本即可完成JSP的开发。JSP并没有增加任何本质上不能用Servlet实现的功能，但是在JSP中编写静态HTML更加方便，因为不必再用println语句来输出每一行HTML代码。

2、JSP 的执行过程

　　当用户访问一个JSP页面时，容器对JSP页面的处理通常可分为两个时期：转译时期（Translation Time）和 请求时期（Request Time）。在转译时期，JSP网页被转译成Servlet类，然后被编译成class文件；在请求时期，容器加载编译后的 Servlet类，并把响应结果返回至客户端，整个流程可分为三个步骤，流程图如下：

(1). 当客户第一次请求JSP页面时，JSP引擎会通过预处理把JSP文件中的静态数据（HTML文本）和动态数据（Java脚本）全部转换为Java代码。转换原则非常直观：对于HTML文本只是简单的用 out.println() 方法包裹起来，而对于Java脚本只是保留或做简单的处理； (2). JSP引擎把生成的.java文件编译成Servlet类文件（.class）。对于Tomcat服务器而言，生成的类文件默认的情况下存放在/work目录； (3). 编译后的class对象被加载到容器中，并根据用户的请求生成HTML格式的响应页面。

1) 转译时期

　　为了更好地了解JSP的转译过程和转换原则，我们以下面这个JSP文件为例进行说明。

　　JSP引擎会把JSP文件中的静态数据（HTML文本）和动态数据（Java脚本）转换为如下Java代码：

　　结合以上示例，关于JSP本质和转移准则，我们可以得出以下几点结论：

org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase 继承自 javax.servlet.http.HttpServlet，因此 JSP 的本质是 Servlet；

JSP 页面的静态部分(HTML内容)在 _jspService 方法中由页面输出流进行输出；

JSP引擎在处理 JSP 页面的动态部分时，会将JSP声明的变量/方法转换为类的成员变量/方法；将JSP脚本按原顺序插入到_jspService 方法中；将JSP输出表达式转换为 out.print() 进行输出；将JSP注释进行忽略。

2) 请求时期

　　在请求时期，容器加载编译后的 Servlet类，并把响应结果返回至客户端。特别地，如果JSP页面已经被转换为Servlet且该Servlet被编译进而被加载（在第一次被请求时），这样再次请求此JSP页面时，将感觉不到延迟。

三. JSP 基本语法与脚本元素

　　JSP 的脚本元素(Scripting Element)包含三个部分：Scriptlet、Expression(表达式) 和 Declaration(声明)。

Declaration元素用于声明在页面中初始化的变量、方法和类，特别需要注意以下几点：

编译JSP时，Scriptlet 中定义的变量是_jspService()方法的局部变量，而使用 Declaration 所声明的变量为全局变量；

每一个Declaration声明仅在一个页面中有效，如果要在每个页面都用到一些共同的声明，最好把它们写成一个单独的JSP网页，然后用<%@include%>或元素包含进来；

Declaration元素必须是完整的Java语句，以分号结尾，并且不能产生任何输出。

　　此外，JSP注释 的格式为 <%– –%>，与 HTML注释 (<!– –>)的区别在于： JSP注释不会输出到客户端。

四. JSP 的三个编译指令

　　JSP指令负责发送消息到JSP引擎，不包含业务逻辑，不修改out流，只是告诉JSP引擎JSP页面应该如何编译。JSP指令的作用范围仅限于包含指令本身的JSP页面。JSP编译指令有三种类型：page指令、include指令和taglib指令，其语法如下：

　　　　<%@directive attribute=”attribute value”%>

1、page 指令

　　Page指令定义了一些属性，通知关于JSP页面一般设置的Servlet引擎的属性。对于page指令，有几点需要注意：

可以在一个页面中引用多个 Page指令，但是除了import属性能多次使用之外，其他的属性都只能用一次；

Page指令 可以放在JSP文件的任何地方，但是为了JSP程序的可读性及养成好的编程习惯，最好还是放在JSP文件的顶部；

2、include 指令

　　include指令指出所编译的JSP页面要包含的文件名(以相对URL形式)，实质上是页面的静态导入（复制），甚至它会把目标页面的其他编译指令也包含进来（动态include则不会），所以被包括的文件内容会成为当前JSP页面的一部分。需要注意的是，通过include指令包含的文件的操作会在转译时期完成，即将所包含的页面以页面输出流的形式添加到原JSP页面中，如下所示。

　　使用include编译指令所包含的JSP文件被转译成如下的java片断：

五. JSP 的七个动作指令

　　JSP的动作指令与编译指令不同，编译指令是通知 Servlet 引擎的消息，而动作指令只是运行时的动作。编译指令在将JSP编译成Servlet时起作用；而动作指令通常可以替换成JSP脚本，它只是JSP脚本的标准化写法。现将这七个动作指令按使用方式分为两组( 动作指令 jsp:plugin 暂不细表)：

　　forward 指令被转译为Servlet时，会在其对应处添加以下代码片段：

　　结合以上说明，我们可以得出以下几个结论：

　　include 指令被转译为Servlet时，会在其对应处添加以下代码片段：

　　从以上代码片段我们可以看出，动态导入只是使用一个include()方法来插入目标页面的内容，而不是将目标页面完全融入当前页面中。因此，静态导入和动态导入有如下三点区别：

　　useBean、setProperty、getProperty 指令在使用上是并列的（不是嵌套的），形式如下：

　　形如上面的jsp代码被转译为Servlet时，会在其对应处添加以下代码片段：

　　结合以上说明，我们可以在JSP中使用定义好的Bean，但是 Bean 必须具有以下特点：

六. 注意事项

1、JSP中 out.write()、out.print() 和 out.println()的区别

　out对象的类型是JspWriter，而JspWriter继承了java.io.Writer类。上述三个方法区别如下：

print/println方法是子类JspWriter中定义的方法，write 是 父类Writer中定义的方法；

print/println方法可将各种类型的数据转换成字符串的形式进行输出，而write方法只能输出字符、字符数组和字符串等与字符相关的数据；

JspWriter类型的out对象使用print方法和write方法都可以输出字符串，但是，如果字符串对象的值为null时，print方法将输出内容为“null”的字符串，而write方法则是抛出NullPointerException异常；

println方法与print/write相比，只会多输出一个空格。

2、JSP/Servlet中的四种编码方式的作用与区别

　　在JSP/Servlet中，主要有以下四种方式可以设置编码，即 pageEncoding=”UTF-8”、contentType=”text/html;charset=UTF-8”、request.setCharacterEncoding(“UTF-8”) 和 response.setCharacterEncoding(“UTF-8”)，其中前两个只能应用于JSP中，而后两个可以用于JSP 和 Servlet 中。

(1). pageEncoding=”UTF-8” 的作用是设置JSP编译成Servlet时使用的编码。

　　众所周知，JSP在服务器上是要先被编译成Servlet的。pageEncoding=”UTF-8”的作用就是告诉JSP编译器在将JSP文件编译成Servlet时使用的编码。通常，在JSP内部定义的字符串（直接在JSP中定义，而不是从浏览器提交的数据）出现乱码时，很多都是由于该参数设置错误引起的。例如，你的 JSP文件是以GBK为编码保存的，而在JSP中却指定pageEncoding=”UTF-8”，就会引起JSP内部定义的字符串为乱码。另外，该参数还有一个功能，就是在JSP中不指定contentType参数，也不使用response.setCharacterEncoding方法时，指定对服务器响应进行重新编码的编码。

(2). contentType=”text/html;charset=UTF-8”的作用是指定对服务器响应进行重新编码的编码。

　　在不使用response.setCharacterEncoding方法时，用该参数指定对服务器响应进行重新编码的编码。

(3). request.setCharacterEncoding(“UTF-8”)的作用是设置对客户端请求进行重新编码的编码。

　　该方法用来指定对浏览器发送来的数据进行重新编码（或者称为解码）时，使用的编码。

(4). response.setCharacterEncoding(“UTF-8”)的作用是指定对服务器响应进行重新编码的编码。

　　服务器在将数据发送到浏览器前，对数据进行重新编码时，使用的就是该编码。

　　关于JSP更多的介绍，特别是内置对象等内容见我的下一篇博客《Java Web基础 — Jsp 篇(下)》。

　　关于JSP中文乱码更多的介绍，包括 页面乱码、参数乱码、表单乱码、源文件乱码 等知识，见我的下一篇转发博客《JSP中文乱码问题终极解决方案》。 　　

引用

JSP中out.write()和out.print()的区别 JSP中文乱码问题终极解决方案 关于JSP页面中的pageEncoding和contentType两种属性的区别 JSP中System.out.println()与out.println()区别 JSP技术