圖解JSP與Servlet的關係

阿新 • • 發佈：2018-12-23

Servlet是Java提供的用於開發Web伺服器應用程式的一個元件，執行在伺服器端，由Servlet容器所管理，用於生成動態的內容。Servlet是平臺獨立的Java類，編寫一個Servlet，實際上就是按照Servlet規範編寫一個Java類。

如圖所示，Java提供一系列介面類（所謂介面類就是類中所有方法只提供方法宣告，不提供任何的方法實現，這些類的實現就留給後繼者去做。）：Servlet、ServletConfig、Serializable，然後通過多重繼承產生一個最通用的Servlet實現類（圖中Gerneric Servlet類），接下來，通過一個多重繼承與實現，產生一個新的實現類HttpServlet，使用者在開發Servlet程式時只需繼承這個類，從而產生一個自己的類（圖中Hello_Servlet類），然後根據實際開發功能與資訊處理需要，去實現該類中的相關方法即可。這就是前面提到的按照Servlet規範編寫一個Java類，從而編寫一個Servlet。

至於JSP（JavaServlet Page）從圖中可以看出，實際上它也是從Servlet繼承而來。只不過它在Servlet當中又新增/修改了一些方法，作了新的封裝。具體到Tomcat Web應用伺服器中，它通過一個多重繼承，分別從Java的HttpJspPage和HttpServlet兩個類那裡繼承和實現一些方法，然後封裝一個叫做HttpJspBase的類從而實現了一個通用化的JSP類，使用者在開發自己的JSP時，只需要從HttpJspBase繼承一個自己的類（如圖中Hello_jsp類），然後根據需要去實現相應的方法即可。

因此這也是為什麼JSP的程式碼中總是閃現Servlet程式碼框架影子的原因，其實它們只是為實現同樣的功能而進行了不同封裝的元件而已，血脈裡留著的是一樣的血。

“既生瑜何生亮？”呵呵，因為JSP確實比Servlet要更勝一籌，所謂“青出於藍勝於藍”，既然Sun公司要在Servlet基礎上推出JSP技術，那肯定是因為JSP有它更高明的地方。

使用Servlet產生動態網頁，需要在程式碼中列印輸出很多HTML的標籤，此外，在Servlet中，我們不得不將靜態現實的內容和動態產生內容的程式碼混合在一起。使用Servlet開發動態網頁，程式設計師和網頁編輯人員將無法一起工作，因為網頁編輯人員不瞭解Java語言，無法修改Servlet程式碼，而Java程式設計師可能也不是很瞭解網頁編輯人員的意圖，以至於無法修改和實現網頁功能。為了解決這些問題，Sun公司就推出了JSP技術。

JSP是Servlet的擴充套件，在沒有JSP之前，就已經出現了Servlet技術。Servlet是利用輸出流動態生成HTML頁面，包括每一個HTML標籤和每個在HTML頁面中出現的內容。

JSP通過在標準的HTML頁面中插入Java程式碼，其靜態的部分無須Java程式控制，只有那些需要從資料庫讀取並根據程式動態生成資訊時，才使用Java指令碼控制。

事實上，JSP是Servlet的一種特殊形式，每個JSP頁面就是一個Servlet例項——JSP頁面由系統編譯成Servlet，Servlet再負責響應使用者請求。JSP其實也是Servlet的一種簡化，使用JSP時，其實還是使用Servlet，因為Web應用中的每個JSP頁面都會由Servlet容器生成對應的Servlet。對於Tomcat而言，JSP頁面生成的Servlet放在work路徑對應的Web應用下。

以apache-tomcat-7.0.37\webapps\myapp\index.jsp為例，

<html>
<body>
<center> 
Now time is: <%=new java.util.Date()%> 
</center>
</body>
</html>

當啟動Tomcat之後，可以在Tomcat的apache-tomcat-7.0.37\work\Catalina\localhost\myapp\org\apache\jsp目錄下找到如下檔案：indexd.java和index.class。這兩個檔案都是Tomcat生成的，Tomcat根據JSP頁面生成對應Servlet的Java檔案及class檔案。

index.java

//JSP頁面經過Tomcat編譯後預設的包
package org.apache.jsp;

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

//繼承HttpJspBase類，該類其實是個Servlet的子類
public final class index_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase
    implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent {

  private static final javax.servlet.jsp.JspFactory _jspxFactory =
          javax.servlet.jsp.JspFactory.getDefaultFactory();

  private static java.util.Map<java.lang.String,java.lang.Long> _jspx_dependants;

  private javax.el.ExpressionFactory _el_expressionfactory;
  private org.apache.tomcat.InstanceManager _jsp_instancemanager;

  public java.util.Map<java.lang.String,java.lang.Long> getDependants() {
    return _jspx_dependants;
  }

  public void _jspInit() {
    _el_expressionfactory = _jspxFactory.getJspApplicationContext(getServletConfig().getServletContext()).getExpressionFactory();
    _jsp_instancemanager = org.apache.jasper.runtime.InstanceManagerFactory.getInstanceManager(getServletConfig());
  }

  public void _jspDestroy() {
  }

  //用於響應使用者的方法
  public void _jspService(final javax.servlet.http.HttpServletRequest request, final javax.servlet.http.HttpServletResponse response)
        throws java.io.IOException, javax.servlet.ServletException {

    final javax.servlet.jsp.PageContext pageContext;
    javax.servlet.http.HttpSession session = null;
    final javax.servlet.ServletContext application;
    final javax.servlet.ServletConfig config;
	//獲得頁面輸出流
    javax.servlet.jsp.JspWriter out = null;
    final java.lang.Object page = this;
    javax.servlet.jsp.JspWriter _jspx_out = null;
    javax.servlet.jsp.PageContext _jspx_page_context = null;


	//開始生成響應
    try {
	  //設定輸出的頁面格式
      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();
	  //頁面輸出流
      out = pageContext.getOut();
      _jspx_out = out;

	  //輸出流，開始輸出頁面文件
      out.write("<html>\r\n");
      out.write("<body>\r\n");
      out.write("<center> \r\n");
      out.write("Now time is: ");
      out.print(new java.util.Date());
      out.write(" \r\n");
      out.write("</center>\r\n");
      out.write("</body>\r\n");
      out.write("</html>");
    } catch (java.lang.Throwable t) {
      if (!(t instanceof javax.servlet.jsp.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);
        else throw new ServletException(t);
      }
    } finally {
      _jspxFactory.releasePageContext(_jspx_page_context);
    }
  }
}

JSP頁面中內建了幾個物件，如pageContext、application、config、page、session、out等_jspService()方法，這幾個內建物件就是在這裡定義的。

根據上面的JSP頁面工作原理圖，可以得到如下結論： JSP檔案必須在JSP伺服器內執行。JSP檔案必須生成Servlet才能執行。每個JSP頁面的第一個訪問者速度很慢，因為必須等待JSP編譯成Servlet。JSP頁面的訪問者無須安裝任何客戶端，甚至不需要可以執行Java的執行環境，因為JSP頁面輸送到客戶端的是標準HTML頁面。index.jsp頁面中的每個字元都由index.java檔案的輸出流生成.
servlet是在web伺服器上的java程式，它提供服務，由它來傳遞給你html的格式。Servlet API為Servlet提供了統一的程式設計介面
Servlet必須部署在Servlet容器，才能響應客戶端的請求對外提供服務。要對外統一介面，由容器來呼叫。
jsp側重顯示；servlet側重控制邏輯。
MVC模式：Jsp + Servlet +　JavaBean。M-JavaBean V-Jsp C-Servlet
小應用程式（Applet）是指採用Java建立的基於HTML的程式。瀏覽器將其暫時下載到使用者的硬碟上，並在Web頁開啟時在本地執行。們可以直接嵌入到網頁或者其他特定的容器中，並能夠產生特殊的效果。

所有基於Java的伺服器端程式設計都是構建在Servlet之上的。在J2EE中Servlet已經是一個標準的元件。

目前，Servlet引擎一般是第三方的外掛，它通過一定的方法連線到Web伺服器，Servlet引擎把它識別為Servlet請求的那些HTTP請求截獲下來處理，而其他的HTTP請求由Web伺服器按照通常的方式來處理，Servlet引擎會裝載合適的Servlet到記憶體中，如果Servlet還沒有執行的話，會分配一個可以使用的執行緒來處理請求，再把Servlet的輸出返回到發出請求的Web客戶機。

Java Servlet和Java Applet正好是相對應的兩種程式型別，Applet執行在客戶端，在瀏覽器內執行，而Servlet在伺服器內部執行，通過客戶端提交的請求啟動執行。

同樣的Servlet完全可以在Apache，IIS等不同Web伺服器上執行，不管底層的作業系統是Windows，Solaris，Mac，Linux。

Java Servlet有著十分廣泛的應用。使用Servlet還可以實現大量的伺服器端的管理維護功能，以及各種特殊的任務，比如，併發處理多個請求，轉送請求，代理等。

典型的Servlet執行環境有JSWDK，Tomcat，Resin等，。它們都自帶一個簡單的HTTP Server，只需簡單配置即可投入使用，你也可以把它們繫結到常用的Web伺服器上，如Apache，IIS等，提供小規模的Web服務。還有一些商業的大中型的支援Servlet和JSP的Web伺服器，如JRun，Web Sphere，Web Logic等等，配置比較複雜，並不適合初學者。但是功能較為強大，有條件的讀者可以一試。

      import java.io.*;
　　　import java.util.*;
　　　import javax.servlet.http.*;
　　　import javax.servlet.*;
　　　//匯入必要的包
　　　public class HelloServlet extends HttpServlet { 
　　　　　//所有Servlet必須從HttpServlet派生
　　　　　public void doGet (HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) 
　　　　　throws ServletException, IOException 
　　　　　//doGet()是這個Servlet的核心，真正處理請求的地方
　　　{
　　　res.setContentType("text/html"); 
　　　　　//設定相應的型別為text/html
　　　PrintWriter pw = res.getWriter(); 
　　　　　//從HttpServletResponse得到輸出流 　　
    　pw.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC ""-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN"">");
　　　pw.println("<head>");
　　　pw.println("<meta http-equiv=""Content-Type"" content=""text/html; charset=ISO-8859-1"">");
　　　pw.println("<!-- The Servlet expression tags interpolate script variables into the HTML -->");
　　　pw.println("<title>Hello, world!</title>");
　　　pw.println("</head>");
　　　pw.println("<body bgcolor=#cc99dd>");
　　　pw.println("<h1>Hello, world!</h1>");
　　　pw.println("</body>");
　　　//上面的語句都是向客戶端列印HTML文字
　　　pw.close(); 
　　　//關閉HttpServletResponse，使Web伺服器知道相應結束
　　}
　　public HelloServlet() {} //建構函式，可以不要
　}

Servlet與表單互動的方法
Servlet使用HttpServlet類中的方法與表單進行互動。在HttpServlet類中有幾個未完全實現的方法，你可以自己定義方法的內容，但是必須正確使用方法名稱以使HTTP Server把客戶請求正確的對映到相應的函式上。
　　doHeader 用於處理HEADER請求
　　doGet 用於處理GET請求，也可以自動的支援HEADER請求
　　doPost 用於處理POST請求
　　doPut 用於處理PUT請求
　　doDelete 用於處理DELETE請求

在使用這些方法時必須帶兩個引數。第一個包含來自客戶端的資料HttpServletRequest。第二個引數包含客戶端的相應HttpServletResponse。

一個HttpServletRequest物件提供請求HTTP頭部資料，也允許獲取客戶端的資料。怎樣獲取這些資料取決於HTTP請求方法。不管何種HTTP方式，都可以用getParameterValues方法返回特定名稱的引數值。HttpServletRequest,HttpServletResponse介面分別繼承於ServletRequest和ServletResponse介面，getParameterValues和getWriter方法都是其祖先介面中的方法。

對於HTTP GET請求的方式，getQueryString方法將會返回一個可以用來解剖分析的引數值。
　　對於用HTTP POST，PUT和DELETE請求的方式，HttpServletRequest有兩種方法可以選擇：如果是文字資料，你能通過getReader的方法得到BufferedReader獲取資料；如果是二進位制資料，可以通過getInputStream方法得到ServletInputStream獲取資料。
　　為了相應客戶端，一個HttpServletResponse物件提供返回資料給使用者的兩個方法：一種是用getWriter方法得到一個PrintWriter，用於返回文字資料；另一種方法是用getOutputStream方法得到ServletOutputStream，用於返回二進位制資料。在使用Writer或OutputStream之前應先設定頭部（HttpServletResponse中有相應的方法），然後用Writer或OutputStream將相應的主體部分發給使用者。完成後要關閉Writer或OutputStream以便讓伺服器知道相應已經結束。

在進行HTTP網路傳輸的時候，統一採用的編碼方式是ISO-8859-1

字元編碼轉換常用的方法是
　　String native_encoded = "中文字串"; //本地編碼的字串
　　Byte[] byte_array = native_encoded.getBytes(); //得到本地編碼的位元組陣列
　　String net_encoded = new String(native_encoded, "ISO-8859-1"); //生成ISO-8859-1編碼的字串

例：out.println(new String(new String("<td>你的姓名：</td>").getBytes(),"ISO-8859-1"));

用Servlet控制會話

會話狀態的維持是開發Web應用所必須面對的問題，有多種方法可以來解決這個問題，如使用Cookies，或直接把狀態資訊加到URL中等，還有Servlet本身提供了一個HttpSession介面來支援會話狀態的維持。

Session的發明是為了填補HTTP協議的侷限。

從伺服器這端來看，每一個請求都是獨立的，因此HTTP協議被認為是無狀態協議，當用戶在多個主頁間切換時，伺服器無法知道他的身份。Session的出現就是為了彌補這個侷限。利用Session，您就可以當一個使用者在多個主頁間切換的時候也能儲存他的資訊。這樣很多以前根本無法去做的事情就變得簡單多了。
在訪問者從到達某個特定的主頁到離開為止的那段時間，每個訪問者都會單獨獲得一個Session

Java Servlet定義了一個HttpSession介面，實現的Session的功能，在Servlet中使用Session的過程如下：
　　（1）使用HttpServletRequest的getSession方法得到當前存在的session，如果當前沒有定義session，則建立一個新的session，還可以使用方法getSession（true）
　　（2）寫session變數。可以使用方法HttpSession.setAttribute（name，value）來向Session中儲存一個資訊。
　　（3）讀Session變數。可以使用方法HttpSession.getAttribute（name）來讀取Session中的一個變數值，如果name是一個沒有定義的變數，那麼返回的是null。需要注意的是，從getAttribute讀出的變數型別是Object，必須使用強制型別轉換，比如：String uid = (String) session.getAttribute("uid");
　　（4）關閉session，當時用完session後，可以使用session.invalidate()方法關閉session。但是這並不是嚴格要求的。因為，Servlet引擎在一段時間之後，自動關閉seesion。
HttpSession session = request.getSession(true); //引數true是指在沒有session時建立一個新的
　　　Date created = new Date(session.getCreationTime()); //得到session物件建立的時間
　　　out.println("ID " + session.getId()+"<br>"); //得到該session的id，並列印
　　　out.println("Created: " + created+"<br>");//列印session建立時間
　　　session.setAttribute("UID","12345678"); //在session中新增變數UID=12345678
　　　session.setAttribute("Name","Tom"); //在session中新增變數Name=Tom 　10.2.4 Servlet的生命週期

跟客戶端的Applet相似，Servlet也遵循嚴格的生命週期。在每個Servlet例項的生命中有三種類型的事件，這三種事件分別對應於由Servlet引擎所喚醒的三個方法：
　　1．init()。當Servlet第一次被裝載時，Servlet引擎呼叫這個Servlet的init()方法，只調用一次。系統保證，在init方法成功完成以前，是不會呼叫Servlet去處理任何請求的。
　　2．service()。這是Servlet最重要的方法，是真正處理請求的地方。對於每個請求，Servlet引擎將呼叫Servlet的service方法，並把Servlet請求物件和Servlet響應物件作為引數傳遞給它。
　　3．destroy()。這是相對於init的可選方法，當Servlet即將被解除安裝時由Servlet引擎來呼叫，這個方法用來清除並釋放在init方法中所分配的資源。
Servlet的生命週期可以被歸納為以下幾步：
　　（1）裝載Servlet，這一項操作一般是動態執行的。然而，Servlet通常會提供一個管理的選項，用於在Servlet啟動時強制裝載和初始化特定的Servlet
　　（2） Server建立一個Servlet例項
　　（3） Server呼叫Servlet的init方法
　　（4）一個客戶端請求到達Server
　　（5） Server建立一個請求物件
　　（6） Server建立一個響應物件
　　（7） Server啟用Servlet的service方法，傳遞請求和響應物件作為引數
　　（8） service方法獲得關於請求物件的資訊，處理請求，訪問其他資源，獲得需要的資訊
　　（9） service方法使用響應物件的方法。將響應傳回Server，最終到達客戶端。Service方法可能啟用其他方法以處理請求。如doGet，doPost或其他程式設計師自己開發的方法
　　（10）對於更多的客戶端請求，Server建立新的請求和響應物件，仍然啟用此servlet的service方法，將這兩個物件作為引數傳遞給它，如此重複以上的迴圈，但無需再次呼叫init方法，Servlet一般只初始化一次
　　（11）當Server不再需要Servlet時，比如當Server要關閉時，Server呼叫Servlet的destroy

JSP一般的執行方式為：當伺服器啟動後，當Web瀏覽器端傳送過來一個頁面請求時，Web伺服器先判斷是否是JSP頁面請求。如果該頁面只是一般的HTML/XML頁面請求，則直接將HTML/XML頁面程式碼傳給Web瀏覽器端。如果請求的頁面是JSP頁面，則由JSP引擎檢查該JSP頁面，如果該頁面是第一次被請求、或不是第一次被請求但已被修改，則JSP引擎將此JSP頁面程式碼轉換成Servlet程式碼，然後JSP引擎呼叫伺服器端的Java編譯器javac.exe對Servlet程式碼進行編譯，把它變成位元組碼(.class)檔案，然後再呼叫JAVA虛擬機器執行該位元組碼檔案，然後將執行結果傳給Web瀏覽器端。如果該JSP頁面不是第一次被請求，且沒有被修改過，則直接由JSP引擎呼叫JAVA虛擬機器執行已編譯過的位元組碼.class檔案，然後將結果傳送Web瀏覽器端。

採用JSP來表現頁面，採用Servlet來完成大量的處理，Servlet扮演一個控制者的角色，並負責響應客戶請求。Servlet建立JSP需要的Bean和物件，根據使用者的行為，決定將哪個JSP頁面傳送給使用者。特別要注意的是，JSP頁面中沒有任何商業處理邏輯，它只是簡單的檢索Servlet先前建立的Beans或者物件，再將動態內容插入預定義的模板。

圖解JSP與Servlet的關係

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