JSP執行原理分析
JSP執行原理分析
我們在開發Java Web的過程中，可能有過這樣的疑問，Tomcat是一個Servlet執行環境（容器），所有經過Tomcat的請求都是有一個servlet來處理的。servlet是一個Java類，可是jsp不是。那jsp又是怎麼在Tomcat裡面執行的呢？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。根據上面的分析，我們又有一個疑問：為什麼說jsp就是一個Servlet，是根據什麼來判定的呢？
-
為什麼說jsp是Servlet？
首先我們在IntelljIdea裡面編寫一個簡單的test.jsp頁面
當啟動Tomcat後，可以在Tomcat的\work\Catalina\localhost\ROOT\org\apache\jsp目錄下找到如下檔案
這兩個檔案便是test.jsp經過系統編譯生成的對應的 .java檔案和 .class檔案，我們開啟test_jsp.java檔案
可以看到，這個test_jsp類繼承了HttpJspBase這個類以及實現了org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent與org.apache.jasper.runtime.JspSourceImports這兩個介面，我們知道判定一個類是Servlet的方法是看這個類是否間接或直接實現了Servlet介面，所以我們要看test_jsp這個類是否間接或直接實現了該介面，這裡它並沒有直接實現Servlet介面，所以現在我們還不能從這裡看出test_jsp這個類就是一個Servlet，我們便可以猜想，會不會是HttpJspBase這個類實現了此介面呢。於是我們進一步分析HttpJspBase這個類的繼承結構。
1.1HttpJspBase繼承結構
我們去檢視HttpJspBase類的原始碼
從上面就可以看出，該類繼承了HttpServlet,我們之前便知道HttpServlet間接實現了Servlet介面。如果不知道的我們可以在IntelljIdea裡面將滑鼠定位在HttpJspBase上面按住ctrl+alt+u檢視他的繼承關係圖：
圖 1-1 HttpJspBase繼承關係
到這裡我們便能清晰的知道為什麼說jsp是一個Servlet了。
-
Tomcat是如何處理jsp檔案的？
經過上面的分析，我們已經知道了jsp就是一個Servlet。那jsp又是如何轉換成Servlet的呢？我們在學習以前的學習中知道了我們寫的每一個Servlet都需要在web.xml 檔案裡面的去做配置，這樣瀏覽器才能訪問得到這個Servlet。可是現在這個test.jsp並沒有在我們專案的web.xml裡面做任何配置，那瀏覽器是怎麼訪問到jsp頁面的呢？回答這個問題之前我們先來了解一下Tomcat如何響應靜態資源。
2.1 Tomcat如何響應靜態資源？
2.1.1、全域性web.xml解析
本質上講，Tomcat對於所有的靜態資源會做統一處理。也就是在所有你沒有配置URL匹配的地方，Tomcat這個全域性統一處理的配置就開始接管工作了。在Tomcat的conf目錄下面我們可以看到有一個web.xml檔案，開啟後你會發現這樣的說明：
在向下你會看到關於這個全域性處理的Servlet宣告，如下圖
這個DefaultServlet的servlet-mapping是這樣配置的：
到這裡不禁有人會問，既然url-pattern 配置的是 / ,那不就應該可以響應所有的請求了嗎？其實上面的圖中已經給出瞭解釋，事實上這是匹配所有你沒有定義的Servlet-mapping的請求。之所以自己定義的Servlet可以優先生效，則是因為Tomcat內的Servlet 的mapping配置是嚴格按照宣告順序初始化，並按此順序響應請求，一層層按此比對，有一個可以響應請求，就用其處理。有相關疑問可以參考一下博文：
http://k1121.iteye.com/blog/1564241
我們簡單總結一下：所有經過Tomcat的請求都是有一個servlet來處理的。如果一個請求沒有匹配到任何應用指定的servlet，那麼就會流到Tomcat的預設的servlet來，這個Servlet名字叫做DefaultServlet，DefaultServlet是配置在/conf/web.xml裡面。
2.2、Tomcat如何響應jsp請求？
上一節我們瞭解到Tomcat使用DefaultServlet處理所有的靜態資源。這一節我們來看一個jsp請求又是怎麼被響應的。同DefaultServlet類似，jsp的處理也不需要我們單獨配置，而是在/conf/web.xml中做為全域性配置存在。其對應的處理類為JspServlet，用於處理所有的jsp請求。同樣我們開啟/conf/web.xml，可以看到以下程式碼與註釋
：
通過看註釋我們便對該配置的作用一目瞭然，往下看我們會看到JspServlet的mapping配置，其url-pattern為*.jsp和*.jspx。所以它可以攔截所有的jsp請求並作出相應的反應。
到這裡我們便知道了為什麼瀏覽器在我們自己沒對jsp檔案做任何配置的情況下依舊能訪問的原因。
2.3、jsp如何轉換成Servlet？
在文章開頭我們知道當Tomcat啟動過後，一個xxx.jsp檔案會在\org\apache\jsp目錄下生成相應的xxx_jsp.java檔案與xxx_jsp.class檔案,開啟我們之前已經生成的test_jsp.java 檔案，這個檔案結構如下圖所示：
主要的轉換動作是在方法_japService()中實現的，如下的Servlet類的程式碼截圖可以看出，其中插入了session、application等物件的初始化，這幾個物件都是通過頁面級別的物件pageContext獲取到的。
頁面中的java程式碼去哪兒了呢，轉換過程中，HTML頁面元素內容可以理解為通過out.write()直接輸出給前端頁面，java程式碼（<%%>包含的內容）直接去掉<%%>寫到類中執行。部分程式碼截圖如下。
圖中紅色方框內的內容就是我們在jsp頁面中<% %>中的Java程式碼。在轉化中直接去除<% %>後放到類程式碼中，而其餘的可以理解為直接out.write()輸出給前端頁面。至此我們便解釋了Tomcat如何處理jsp檔案的問題。
3.總結
本文對jsp的執行原理進行了詳細的分析。我們可以得出下面的流程圖：
圖3-1 jsp頁面工作原理圖
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。
JSP和Servlet會有如下轉換：
－ JSP頁面的靜態內容、JSP指令碼都會轉換成Servlet的xxxService()方法，類似於自行建立Servlet時service()方法。
－ JSP宣告部分，轉換成Servlet的成員部分。所有JSP宣告部分可以使用private,protected,public,static等修飾符，其他地方則不行。
－ JSP的輸出表達式(<%= ..%>部分)，輸出表達式會轉換成Servlet的xxxService()方法裡的輸出語句。
－ 九個內建物件要麼是xxxService()方法的形參，要麼是該方法的區域性變數，所以九個內建物件只能在JSP指令碼和輸出表達式中使用。