JSP(Java Server Pages)是一种动态网页生成技术,使用JSP开发网站可以充分发挥Java语言在Web开发中的优势,同时也能充分利用HTML、CSS、JavaScript等前端技术。JSP的底层是基于Servlet实现的,因此在理解JSP的工作原理时,最好先了解Servlet。
Servlet是一个由Java语言写成的服务器组件,主要用于在Java服务器上动态生成Web页面。Java服务器可以是Tomcat、Jetty、Jboss等。Servlet整个生命周期包含了初始化、处理请求和响应等多个阶段,所以,Servlet和JSP的实现原理是一致的。本文以JSP为例,展示JSP的内部运作原理。
只要在Web.xml中配置JSP URL和对应的servlet路径,用户在访问JSP页面的时候,就可以直接访问到对应的servlet。然后,servlet读取JSP页面的内容,执行其中的脚本代码,将动态数据填充到HTML中,最终将生成的HTML页面返回给客户端浏览器。
JSP的运作流程如下:
1. 首先,浏览器发起HTTP请求,请求JSP页面;
2. 服务器收到请求,找到对应的Servlet,并传递JSP页面的请求;
3. Servlet通过JSP引擎进行解析,识别HTML文本、JSP元素和自定义标签等,在运行期间,编译、载入和缓存JSP页面;
4. 编译完成后,Servlet以HTML文本的形式将JSP页面的输出结果发送到浏览器。
下面,我们具体来看JSP的源码实现原理:
1. JSP的源码处理
JSP页面内容可以包含文本、HTML标记和脚本代码。其中,脚本代码既可以使用JSP内建对象,也可以调用JavaBean类、自定义标签库等技术。JSP引擎在处理JSP页面时,会解释脚本,识别标记,插入Java代码,然后将其编译成Java Servlet。这个过程被称为JSP的源码处理。
在JSP的源码处理中,JSP引擎会把JSP页面拆分成静态部分和动态部分,将动态部分编译成Java代码,静态部分直接转换传递到客户端浏览器。对于JSP引擎而言,解析JSP页面的过程更像是在将它转换成Java Servlet,而不是真正意义上执行JSP页面。
2. JSP引擎的运作原理
JSP引擎的主要任务是将JSP页面转换成Java Servlet。这个过程可以分为以下几个步骤:
(1) 将JSP页面的文本内容转换成字符串定义,在Java代码中嵌入该字符串。
(2) 将HTML标记和JSP元素识别为Servlet输出的HTML标记,然后以println()方法的形式输出这些HTML标记。
(3) 将JSP元素(包括JSP指令、JSP脚本和JSP表达式)编译成Java代码,最终生成的Java Servlet是一个继承自HttpServlet类的Java类。JSP引擎在将JSP元素编译成Java Servlet时,需要将每一个JSP元素解析成Java代码。例如,JSP表达式识别为Java表达式,JSP脚本识别为Java代码块,JSP指令识别为Java的import和package语句。
(4) 执行Java代码后输出给浏览器。
3. JSP页面的运作原理
在JSP页面访问过程中,有两个组件负责处理请求。一个是JSP容器,另一个是JSP引擎。JSP容器是一个Web服务器,可以解析JSP页面,将其转换为Java代码并编译运行。JSP引擎是JSP容器的一部分,主要负责编译JSP页面中的脚本代码,并将它们编译成Java Servlet。
当浏览器访问JSP页面时,Web服务器会首先解析JSP页面,将其转换为Java代码,然后通过JSP引擎编译成Java Servlet类,并将其载入到内存中。每个访问该JSP页面的客户端都会分配一个线程,在该线程中实例化Java Servlet,并生成输出HTML。最后,将生成的HTML返回给浏览器。
4. JSP缓存和预编译
对于JSP引擎而言,编译和解析JSP页面是一项耗时的工作,为了提高JSP页面的响应速度,JSP容器引入了缓存和预编译技术。其中,缓存包括页面数据缓存和Servlet实例缓存两种。预编译是指将JSP页面转换成Java代码并编译成Servlet的过程。
JSP缓存技术可以将JSP页面生成的Java Servlet源码缓存到内存或硬盘中。例如,在Tomcat中,可以通过修改Tomcat目录下的web.xml文件,设置JSP页面生成的Java Servlet的缓存策略。这样,下次再访问该JSP页面时,JSP引擎就可以直接从缓存中读取,而不必每次都重新编译生成Java Servlet。
预编译是指在JSP页面被第一次访问时把其编译成Servlet,然后将生成的Servlet缓存到磁盘中,当下次访问页面时,可以直接从磁盘缓存中读取Servlet,而不必再次编译。由于预编译减少了JSP页面的重复编译,因此可以提高JSP页面的响应速度。
最后,JSP源码的实现原理还是比较复杂的,需要掌握HTML、CSS、JavaScript、Java等多种技能。只有理解了JSP源码的内部运作机制,才能更好地运用这一技术来满足Web应用程序的需求。