# 利刃出鞘_Tomcat 核心原理解析(四)
# 利刃出鞘_Tomcat 核心原理解析（四）
## 一、Tomcat专题 - Jasper 引擎 - 介绍
### 1、JSP 脚本。
1）对于基于 JSP 的 web 应用来说，我们可以直接在 JSP 页面中编写 Java 代码，添加第三方的标签库，以及使用 EL 表达式。但是无论经过何种形式的处理，最终输出到客户端的都是标准的 HTML 页面（包含js ，css...），并不包含任何的 java 相关的语法。
2）也就是说， 我们可以把 jsp 看做是一种运行在服务端的脚本。
### 2、Jasper 简介
那么服务器是如何将 JSP 页面转换为 HTML 页面的呢？
Jasper 模块是 Tomcat 的 JSP 核心引擎，我们知道 JSP 本质上是一个 Servlet。Tomcat 使用 Jasper 对 JSP 语法进行解析，生成 Servlet 并生成 Class 字节码，用户在进行访问 jsp 时，会访问 Servlet，最终将访问的结果直接响应在浏览器端 。另外，在运行的时候，Jasper 还会检测 JSP 文件是否修改，如果修改，则会重新编译 JSP 文件。
## 二、Tomcat专题 - Jasper 引擎 - 编译方式 - 流程源码
### 1、 JSP 编译方式：运行时编译
Tomcat 并不会在启动 Web 应用的时候自动编译 JSP 文件， 而是在客户端第一次请求时，才编译需要访问的 JSP 文件。
### 2、创建一个 web 项目, 并编写 JSP 代码 :
```java
<%@ page import="java.text.DateFormat" %>
<%@ page import="java.text.SimpleDateFormat" %>
<%@ page import="java.util.Date" %>
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF‐8" language="java" %>
<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %>
<html>
<head>
<title>$Titlelt;/title>
</head>
<body>
<%
DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy‐MM‐dd
HH:mm:ss");
String format = dateFormat.format(new Date());
%>
Hello , Java Server Page 。。。。
<br/>
<%= format %>
</body>
</html>
```
### 3、编译过程
Tomcat 在默认的 web.xml 中配置了一个 org.apache.jasper.servlet.JspServlet，用于处
理所有的.jsp 或 .jspx 结尾的请求，该 Servlet 实现即是运行时编译的入口。
```java
<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</usr-pattern>
<url-pattern>*jspx</url-pattern>
</servlet-mapping>
```
### 4、JspServlet 处理流程图：
### 5、编译结果
1） 如果在 tomcat/conf/web.xml 中配置了参数 scratchdir ， 则jsp编译后的结果，就会存储在该目录下 。
```java
<init-param>
<param-name>scratchdir</param-name>
<param-value>d:/tmp/jsp/</param-value>
</init-param>
```
2） 如果没有配置该选项， 则会将编译后的结果，存储在 Tomcat 安装目录下的
work/Catalina(Engine名称)/localhost(Host名称)/Context 名称 。
假设项目名称为 jsp_demo 01。
3） 如果使用的是 IDEA 开发工具集成 Tomcat 访问 web 工程中的 jsp ，编译后的结果，存放在 ：
```java
C:\Users\Administrator\.IntelliJIdea2019.1\system\tomcat\_project_tomcat\work\Catalina\localhost\jsp_demo_01_war_exploded\org\apache\jsp
```
### 6、预编译
- 除了运行时编译，我们还可以直接在 Web 应用启动时，一次性将 Web 应用中的所有的 JSP 页面一次性编译完成。在这种情况下，Web 应用运行过程中，便可以不必再进行实时编译，而是直接调用 JSP 页面对应的 Servlet 完成请求处理， 从而提升系统性能。
- Tomcat 提供了一个 Shell 程序 JspC，用于支持 JSP 预编译，而且在 Tomcat 的安装目录下提供了一个 catalina-tasks.xml 文件声明了 Tomcat 支持的 Ant 任务， 因此，我们很容易使用 Ant 来执行 JSP 预编译 。（要想使用这种方式，必须得确保在此之前已经下载并安装了Apache Ant）。
## 三、Tomcat专题 - Jasper 引擎 - 编译原理
### 1、编译原理:代码分析
编译后的.class 字节码文件及源码 :
```java
public final class index_jsp extends
org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase
implements
org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent,org.apache.jasper.runtime.Js
pSourceImports {
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;
static {
_jspx_dependants = new
java.util.HashMap<java.lang.String,java.lang.Long>(2);
_jspx_dependants.put("jar:file:/D:/DevelopProgramFile/apache‐tomcat‐
8.5.42‐windows‐x64/apache‐tomcat‐8.5.42/webapps/jsp_demo_01/WEB‐
INF/lib/standard.jar!/META‐INF/c.tld", Long.valueOf(1098682290000L));
_jspx_dependants.put("/WEB‐INF/lib/standard.jar",
Long.valueOf(1490343635913L));
}
private static final java.util.Set<java.lang.String>
_jspx_imports_packages;
private static final java.util.Set<java.lang.String>
_jspx_imports_classes;
static {
_jspx_imports_packages = new java.util.HashSet<>();
_jspx_imports_packages.add("javax.servlet");
_jspx_imports_packages.add("javax.servlet.http");
_jspx_imports_packages.add("javax.servlet.jsp");
_jspx_imports_classes = new java.util.HashSet<>();
_jspx_imports_classes.add("java.util.Date");
_jspx_imports_classes.add("java.text.SimpleDateFormat");
_jspx_imports_classes.add("java.text.DateFormat");
}
private volatile javax.el.ExpressionFactory _el_expressionfactory;
private volatile org.apache.tomcat.InstanceManager
_jsp_instancemanager;
public java.util.Map<java.lang.String,java.lang.Long> getDependants() {
return _jspx_dependants;
}
public java.util.Set<java.lang.String> getPackageImports() {
return _jspx_imports_packages;
}
public java.util.Set<java.lang.String> getClassImports() {
return _jspx_imports_classes;
}
public javax.el.ExpressionFactory _jsp_getExpressionFactory() {
if (_el_expressionfactory == null) {
synchronized (this) {
if (_el_expressionfactory == null) {
_el_expressionfactory =
_jspxFactory.getJspApplicationContext(getServletConfig().getServletContex
t()).getExpressionFactory();
}
}
}
return _el_expressionfactory;
}
public org.apache.tomcat.InstanceManager _jsp_getInstanceManager() {
if (_jsp_instancemanager == null) {
synchronized (this) {
if (_jsp_instancemanager == null) {
_jsp_instancemanager =
org.apache.jasper.runtime.InstanceManagerFactory.getInstanceManager(getSe
rvletConfig());
}
}
}
return _jsp_instancemanager;
}
public void _jspInit() {
}
public void _jspDestroy() {
}
public void _jspService(final javax.servlet.http.HttpServletRequest
request, final javax.servlet.http.HttpServletResponse response)
throws java.io.IOException, javax.servlet.ServletException {
final java.lang.String _jspx_method = request.getMethod();
if (!"GET".equals(_jspx_method) && !"POST".equals(_jspx_method) &&
!"HEAD".equals(_jspx_method) &&
!javax.servlet.DispatcherType.ERROR.equals(request.getDispatcherType()))
{
response.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, "JSPs
only permit GET POST or HEAD");
return;
}
final javax.servlet.jsp.PageContext pageContext;
javax.servlet.http.HttpSession session = null;
final javax.servlet.ServletContext application;
final javax.servlet.ServletConfig config;
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;
try {
response.setContentType("text/html;charset=UTF‐8");
pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response,
null, true, 8192, true);
_jspx_page_context = pageContext;
application = pageContext.getServletContext();
config = pageContext.getServletConfig();
session = pageContext.getSession();
out = pageContext.getOut();
_jspx_out = out;
out.write("\n");
out.write("\n");
out.write("\n");
out.write("\n");
out.write("\n");
out.write("<html>\n");
out.write(" <head>\n");
out.write(" <title>$Titlelt;/title>\n");
out.write(" </head>\n");
out.write(" <body>\n");
out.write(" ");
DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy‐MM‐dd
HH:mm:ss");
String format = dateFormat.format(new Date());
out.write("\n");
out.write(" Hello , Java Server Page 。。。。\n");
out.write("\n");
out.write(" <br/>\n");
out.write("\n");
out.write(" ");
out.print( format );
out.write("\n");
out.write("\n");
out.write(" </body>\n");
out.write("</html>\n");
} catch (java.lang.Throwable t) {
if (!(t instanceof javax.servlet.jsp.SkipPageException)){
out = _jspx_out;
if (out != null && out.getBufferSize() != 0)
try {
if (response.isCommitted()) {
out.flush();
} else {
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);
}
}
}
```
### 2、由编译后的源码解读， 可以分析出以下几点 ：
1） 其类名为 index_jsp ， 继承自 org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase ， 该类是HttpServlet 的子类 ， 所以jsp 本质就是一个Servlet 。
2） 通过属性 _jspx_dependants 保存了当前JSP页面依赖的资源， 包含引入的外部的JSP页面、导入的标签、标签所在的jar包等，便于后续处理过程中使用（如重新编译检测，因此它以Map形式保存了每个资源的上次修改时间）。
3） 通过属性 _jspx_imports_packages 存放导入的 java 包， 默认导入 javax.servlet ，javax.servlet.http, javax.servlet.jsp 。
4） 通过属性 _jspx_imports_classes 存放导入的类， 通过import 指令导入的
DateFormat 、SimpleDateFormat 、Date 都会包含在该集合中。_jspx_imports_packages 和 _jspx_imports_classes 属性主要用于配置 EL 引擎上下文。
。
5） 请求处理由方法 _jspService 完成 ， 而在父类 HttpJspBase 中的service 方法通过模板方法模式 ， 调用了子类的 _jspService 方法。
6） _jspService 方法中定义了几个重要的局部变量 ： pageContext 、Session、
application、config、out、page。由于整个页面的输出有 _jspService 方法完成，因此这些变量和参数会对整个JSP页面生效。这也是我们为什么可以在JSP页面使用这些变量的原因。
7） 指定文档类型的指令 （page） 最终转换为 response.setContentType() 方法调用。
8） 对于每一行的静态内容（HTML） ， 调用 out.write 输出。
9） 对于 <% ... %> 中的java 代码 ， 将直接转换为 Servlet 类中的代码。 如果在 Java代码中嵌入了静态文件， 则同样调用 out.write 输出。
### 3、编译流程--JSP 编译过程如下：
### 4、Compiler 编译工作主要包含代码生成 和 编译两部分 ：
- 代码生成
1） Compiler 通过一个 PageInfo 对象保存JSP 页面编译过程中的各种配置，这些配置可能来源于 Web 应用初始化参数，也可能来源于JSP页面的指令配置（如 page ，
include）。
2） 调用 ParserController 解析指令节点，验证其是否合法，同时将配置信息保存到 PageInfo 中，用于控制代码生成。
3） 调用ParserController 解析整个页面， 由于 JSP 是逐行解析， 所以对于每一行会创建一个具体的Node 对象。如 静态文本（TemplateText）、Java代码（Scriptlet）、定制标签（CustomTag）、Include指令（IncludeDirective）。
4） 验证除指令外其他所有节点的合法性， 如 脚本、定制标签、EL表达式等。
5） 收集除指令外其他节点的页面配置信息。
6） 编译并加载当前 JSP 页面依赖的标签
7） 对于JSP页面的EL表达式，生成对应的映射函数。
8） 生成JSP页面对应的Servlet 类源代码
- 编译
代码生成完成后， Compiler 还会生成 SMAP 信息。 如果配置生成 SMAP 信息，
Compiler 则会在编译阶段将SMAP 信息写到class 文件中 。
在编译阶段， Compiler 的两个实现 AntCompiler 和 JDTCompiler 分别调用先关框架的API 进行源代码编译。
对于 AntCompiler 来说， 构造一个 Ant 的javac 的任务完成编译。
对于 JDTCompiler 来说， 调用 org.eclipse.jdt.internal.compiler.Compiler 完成编译。
**`上一节关联链接请点击`**
