Tomcat是如何將JSP代碼編譯成Servlet代碼的？

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出處不明：

JSP是Servlet的擴展，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。

由於包括大量的HTML標籤、大量的靜態文本及格式等，導致Servlet的開發效率極為低下。所有的表現邏輯，包括布局、色彩及圖像等，都必須耦合在Java代碼中，這的確讓人不勝其煩。

JSP的出現彌補了這種不足，JSP通過在標準的HTML頁面中插入Java代碼，其靜態的部分無須Java程序控制，只有那些需要從資料庫讀取並根據程序動態生成信息時，才使用Java腳本控制。

從表面上看，JSP頁面已經不再需要Java類，似乎完全脫離了Java面向對象的特徵。

事實上，JSP是Servlet的一種特殊形式，每個JSP頁面就是一個Servlet實例——JSP頁面由系統編譯成Servlet，Servlet再負責響應用戶請求。

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。

看下面一個簡單的JSP頁面：

&
&<%@ page contentType="text/html; charset=gb2312" language="java" %&>
&
&
&
&第一個JSP頁面&
&

&
&
&<%for(int i = 0 ; i &< 10; i++) { out.println(i); %&>
&
&<%} %&>
&
&


當啟動Tomcat之後，可以在Tomcat的Catalina/localhost/jsp/test/org/apache/jsp目錄下找到如下文件(假如Web應用名為jsptest，上面JSP頁的名為test1.jsp）：test1_jsp.java和test1_jsp.class。

這兩個文件都是Tomcat生成的，Tomcat根據JSP頁面生成對應Servlet的Java文件及class文件。

下面是test1_jsp.java文件的源代碼，這是一個特殊的Java類，是一個Servlet類：

//JSP頁面經過Tomcat編譯後默認的包(不同的servlet容器提供商生成的servlet文件是不同的)

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HttpServlet的子類(jasper是tomcat的jsp engine)
public final class test1_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase
implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent
{
private static java.util.Vector _jspx_dependants;
public java.util.List getDependants() {
return _jspx_dependants;
}
//用於響應用戶的方法
public void _jspService(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws java.io.IOException, ServletException
{ //built-in objects(variavles) are created here.
//獲得頁面輸出流
JspFactory _jspxFactory = null;
PageContext pageContext = null;
HttpSession session = null;
ServletContext application = null;
ServletConfig config = null;
//獲得頁面輸出流
JspWriter out = null; //not PrintWriter. JspWriter is buffered defautly.
Object page = this;
JspWriter _jspx_out = null;
PageContext _jspx_page_context = null;
//開始生成響應
try
{
_jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory();
//設置輸出的頁面格式
response.setContentType("text/html; charset=gb2312");
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，開始輸出頁面文檔
out.write("rn");
//下面輸出HTML標籤
out.write("&rn");
out.write("&rn");
out.write("&rn");
out.write("&first Jsp&rn");
out.write("&rn");
out.write("&rn");
//頁面中的循環，在此處循環輸出
for(int i = 0 ; i &< 10; i++) { out.println(i); out.write("rn"); out.write("&rn");
}
out.write("rn");
out.write("&rn");
out.write("&rn");
out.write("rn");
}
catch (Throwable t)
{
if (!(t instanceof SkipPageException))
{
out = _jspx_out;
if (out != null out.getBufferSize() != 0)
out.clearBuffer();
if (_jspx_page_context != null) _jspx_page_context.handle
PageException(t);
}
}
finally
{
if (_jspxFactory != null) _jspxFactory.releasePageContext(_jspx_
page_context);
}
}
}


對比test1.jsp和test1_jsp.java文件，可得到一個結論：該JSP頁面中的每個字元都由test1_jsp.java文件的輸出流生成。

根據上面的JSP頁面工作原理圖，可以得到如下四個結論：

— JSP文件必須在JSP伺服器內運行。

— JSP文件必須生成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，甚至不需要可以運行Java的運行環境，因為JSP頁面輸送到客戶端的是標準HTML頁面。

JSP和Servlet會有如下轉換：

－ JSP頁面的靜態內容、JSP腳本都會轉換成Servlet的xxxService()方法，類似於自行創建Servlet時service()方法。

－ JSP聲明部分，轉換成Servlet的成員部分。所有JSP聲明部分可以使用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()方法里的輸出語句。

－ 九個內置對象要麼是xxxService()方法的形參，要麼是該方法的局部變數，所以九個內置對象只能在JSP腳本和輸出表達式中使用。// 不能在jsp Declaration中使用

&/conf/web.xml這個文件，裡面有這樣一段
&
&jsp&
&org.apache.jasper.servlet.JspServlet&
&
&

fork& &

false& &
&
&

xpoweredBy& &

false& &
&3&
&

&
&jsp&
&*.jsp&
&

然後再去看看org.apache.jasper.servlet.JspServlet這個類，跟著就會看到org.apache.jasper.servlet.JspServletWrapper這個類jsaper包下的類就是解析JSP代碼的類了


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有機會自己找一些例子來分析下

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JSP做為一種特殊的Servlet，在運行時接受請求開始編譯，如果jsp文件已經更新或者被生成的servlet文件被刪除，則會重新編譯生成。具體生成時使用JDTCompiler。

而整個生成的過程類似於將jsp中的內容翻譯下，輸出字元串到文件一樣。

整個處理過程類似於下面這個樣子，是我大概畫的一個時序圖。

其中生成的文件你看到的類似下面這個樣子：

而相應的生成代碼則是這樣的：

private void generateCommentHeader() {
out.println("/*");
out.println(" * Generated by the Jasper component of Apache Tomcat");
out.println(" * Version: " + ctxt.getServletContext().getServerInfo());
out.println(" * Generated at: " + timestampFormat.format(new Date()) +
" UTC");
out.println(" * Note: The last modified time of this file was set to");
out.println(" * the last modified time of the source file after");
out.println(" * generation to assist with modification tracking.");
out.println(" */");
}


再比如，生成類聲明的代碼大概是這個樣子：

// Generate class declaration
out.printin("public final class ");
out.print(servletClassName);
out.print(" extends ");
out.println(pageInfo.getExtends());
out.printin(" implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent,");
out.println();
out.printin(" org.apache.jasper.runtime.JspSourceImports");
if (!pageInfo.isThreadSafe()) {
out.println(",");
out.printin(" javax.servlet.SingleThreadModel");
}
out.println(" {");
out.pushIndent();


關於這個內容，我在公眾號里也寫過一篇，可以關注了解。

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先把java代碼和html代碼通過解析，分離。然後new一個servlet，函數裡面加jsp里的java代碼，把一些變數的值跟html拼起來，作為response。

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題主的這個問題問的是JSP編譯成Servlet的機制，而高票答案其實只是科普了JSP和Servlet的關係，以及JSP的成份和轉化成的Servlet的組成成份，並沒有講到伺服器是如何將jsp轉化成servlet的。

下面是我的表演：

1. 將jsp頁面部署在tomcat/webapps目錄下或者tomcat/webapps子目錄下，啟動伺服器。
2. 當客戶在第一次請求JSP頁面時JSP Engine（JSP引擎）將JSP網頁轉譯為Servlet
3. JSPC（jspc編譯器）對轉譯生成的Servlet編譯成Servlet.class
4. 由伺服器訪問Servlet.class並且將對應內容響應給客戶

核心名稱解釋：

jspc compiler. Handles all options associated with the command line and creates compilation contexts which it then compiles according to the specified options.

【譯文】：jspc編譯器處理所有與指定命令行相關聯的選項，並創建編譯上下文。

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看一下jvm類載入機制就知道了，tomcat是把jvm封裝了一層，jsp編譯後和servlet編譯後是一樣的，然後使用jvm載入進來

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