JSP Web应用开发实战指南

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简介：本书旨在帮助开发者学习和掌握Java Server Pages（JSP）技术，为开发动态Web应用程序提供实践指导。涵盖了JSP的基础知识、内置对象、与Servlet的协同工作、以及JSTL和EL的使用，还提供了数据库交互和框架集成的示例，最后指导如何部署和调试Web应用。

1. JSP基础知识和基本语法

在本章中，我们将对JSP技术进行初步探索，为之后更深层次的学习打下坚实的基础。本章会介绍JSP技术的核心概念，以及其在动态网页开发中的作用。我们还会探讨JSP页面的基本结构、语法和内置对象，这些都是构建JSP应用所必不可少的要素。理解这些基础知识，将帮助读者在后续章节中深入学习JSP的高级特性和最佳实践。

首先，我们会简要回顾JSP的历史背景以及它如何成为Java EE技术栈的一部分。之后，会解释JSP的页面声明、脚本元素、表达式和指令，并通过实例演示如何在JSP页面中使用它们。为了加深理解，本章还会引入一个简单的JSP页面示例，展示如何结合HTML和Java代码片段生成动态内容。通过本章的学习，读者应能熟练地编写基础的JSP页面，并为进一步的学习做好准备。

2. JSP指令和动作元素的深入探讨

深入理解JSP指令和动作元素是掌握JSP技术的关键之一。本章将详细解读JSP指令的分类、作用和应用场景，同时也会探讨JSP动作元素的功能及实践，以及如何创建和应用自定义动作元素。

2.1 JSP指令的分类及应用

JSP指令用于设置整个页面或请求处理的相关信息，常见的指令包括page、include和taglib。它们在JSP页面中的作用各有侧重，对它们的理解和应用对开发出高效、可维护的JSP页面至关重要。

2.1.1 page指令的参数详解

page指令用于定义与JSP页面相关的属性，如错误页面、缓冲策略和内容类型等。在页面的顶部，可以定义如下参数：

<%@ page attribute="value" %>

• language : 指定JSP页面使用的脚本语言，默认为Java。
• import : 用于导入一个或多个包，以便在JSP页面中使用它们的类。
• session : 指示是否启用session支持，默认为true。
• buffer : 指定输出缓冲区的大小，可以指定none或大小值。
• autoFlush : 当输出缓冲区已满时，指示是否自动刷新，默认为true。
• isThreadSafe : 指示是否需要同步对JSP页面的访问，默认为true。
• info : 提供关于JSP页面的信息。
• errorPage : 指定当JSP页面出现未捕获的异常时要转发到的错误页面。
• isErrorPage : 指示JSP页面是否作为错误页面。
• extends : 指定JSP页面生成的Servlet类将继承自哪个父类，很少使用。
• pageEncoding : 指定JSP页面的字符编码。

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8"%>

以上示例设置了页面使用Java脚本语言，内容类型为HTML，字符编码为UTF-8。

2.1.2 include指令和其使用场景

include指令用于将其他文件的内容静态地包含在当前JSP页面中。这在需要共享页面组件（如页眉、页脚、导航栏等）时非常有用。

<%@ include file="included.jsp" %>

此指令包含位于同一目录下名为"included.jsp"的文件内容。使用include指令可以提高代码的可维护性，因为相同的组件只需修改一份文件，所有包含它的页面都会反映更新。

2.1.3 taglib指令的引入与配置

taglib指令用于引入自定义标签库或标准标签库，从而使JSP页面可以使用自定义的标签或JSTL（JavaServer Pages Standard Tag Library）标签。

<%@ taglib uri="taglibraryURI" prefix="tagPrefix" %>

• uri : 指定标签库的唯一标识符。
• prefix : 为标签库指定一个前缀，之后在使用标签库中的标签时需加上这个前缀。

<%@ taglib uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" prefix="c" %>

在JSP页面引入JSTL核心标签库后，可以使用诸如 <c:out> , <c:if> 等标签来执行操作。

2.2 JSP动作元素的功能与实践

JSP动作元素是一种特殊的标签，由JSP引擎解释执行，用于对页面内容进行动态操作。常见的动作元素包括 <jsp:include> , <jsp:forward> 等。

2.2.1 常见的动作元素使用方法

动作元素可以动态地包含文件、转发请求、设置和获取请求范围内的属性等。

<jsp:include page="included.jsp" flush="true" />

此动作在运行时包含名为"included.jsp"的文件内容，与include指令的静态包含不同，动作元素是在请求时动态包含内容。

<jsp:forward page="target.jsp" />

此动作用于将当前页面的请求转发到目标页面，通常在处理完一些业务逻辑后使用。

2.2.2 动作元素与JSP标签库的配合

动作元素经常与JSP标签库一起使用，以提供更加丰富和强大的功能。比如，可以使用JSTL标签库中的 <c:set> 标签来动态设置请求、会话、应用范围内的属性。

<c:set var="variableName" value="variableValue" scope="request" />

此代码片段设置了一个名为"variableName"的变量，并将其值"variableValue"存储在请求范围内。

2.2.3 自定义动作元素的创建与应用

JSP允许开发者创建自定义动作元素，这通过继承 SimpleTagSupport 类或 TagSupport 类实现。自定义动作元素可以封装复杂的逻辑，提供可重用的组件。

public class CustomTag extends SimpleTagSupport {
    private String message;

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
    }

    public void doTag() throws JspException, IOException {
        getJspContext().getOut().write(message);
    }
}

定义了 CustomTag 类后，需要在TLD（Tag Library Descriptor）文件中声明标签的元数据。

<%@ taglib prefix="mytag" uri="http://example.com/tags" %>
<mytag:custom message="Hello, World!" />

在JSP页面中通过指定的前缀和标签名使用自定义动作元素。

在本章节中，我们深入探讨了JSP指令和动作元素。这些元素对于理解和开发JSP页面是必不可少的，它们为页面开发提供了灵活性和扩展性。通过本章的学习，你可以更好地理解如何有效地运用JSP指令和动作元素，以实现更加复杂和动态的Web应用程序。

3. JSP九大内置对象的全面解析

3.1 内置对象的作用域和生命周期

3.1.1 request、response对象的处理机制

request 对象和 response 对象是JSP中处理HTTP请求和响应的两个最基础的内置对象。 request 对象用于获取客户端发送的请求信息，例如请求参数、请求头、Cookie等； response 对象用于向客户端发送响应信息，比如设置响应头、重定向、输出内容等。

request对象的生命周期始于客户端的请求被服务器接收，终于服务器响应客户端请求。在服务端处理过程中，JSP容器会将request对象封装成HttpServletRequest的实例，并作为参数传递给相关的servlet或JSP页面。

String username = request.getParameter("username");

上述代码中，通过 request.getParameter 方法可以获取名为 username 的请求参数值。这个方法是请求处理流程中非常关键的一环，用于从请求数据中提取用户提交的信息。

response对象由JSP容器创建，用于控制向客户端发送的响应。一旦response对象被创建，它就会一直存在直到响应被发送完毕。

response.sendRedirect("http://www.example.com");

上面的代码片段展示了使用 response.sendRedirect 方法进行页面重定向的过程。当执行这个方法后，浏览器会被引导到新的URL地址，这是 response 对象控制客户端行为的一种方式。

3.1.2 session、application对象的状态管理

在JSP中， session 和 application 对象用于管理和维护用户会话及整个Web应用的状态信息。

session 对象代表了客户端的会话状态，它能够跨多个页面请求维持数据的持久性。当用户首次访问Web应用时，服务器会创建一个新的session对象，并将一个唯一的session ID传递给客户端浏览器。

HttpSession session = request.getSession();
session.setAttribute("user", userObject);

在这段代码中， request.getSession() 方法会返回当前的session对象，若不存在则创建一个新的。 setAttribute 方法用于将用户对象保存到会话中，可以跨请求访问。

与 session 对象不同， application 对象在整个Web应用的生命周期内有效，用于在不同的用户和会话之间共享数据。

synchronized void applicationScopeUsage() {
    application.setAttribute("appVar", "Value Shared Across All Users");
}

在上述代码中，通过 synchronized 关键字确保了线程安全，将一个应用级别的变量 appVar 存储在 application 对象中。由于 application 对象是全局的，所以它可以被Web应用中所有的用户和会话共享。

3.2 内置对象的高级应用技巧

3.2.1 out对象的缓冲机制与使用

out 对象是JSP页面中的一个输出流对象，通过它我们可以向客户端输出文本、HTML内容或者其他类型的数据。

out.println("<h1>Welcome to JSP!</h1>");

上述代码中， out.println 用于输出一段HTML代码。 out 对象默认是缓冲的，意味着输出内容不会立即发送到客户端，而是存储在内部缓冲区中。直到缓冲区满、显式调用 out.flush() 方法或输出流被关闭时，缓冲区的内容才会被发送到客户端。

3.2.2 config对象在Web应用中的配置解析

config 对象是 javax.servlet.ServletConfig 的实例，它在JSP中用来获取Web应用的初始化参数和servlet的配置信息。

String initParam = config.getInitParameter("paramName");

通过 config.getInitParameter 方法可以获取部署描述符 web.xml 中配置的参数，这对于在JSP页面中读取配置信息非常有用。

3.2.3 pageContext对象的作用域控制和页面共享数据

pageContext 对象是JSP中一个非常重要的内置对象，它用于提供对JSP页面内所有对象及命名空间的访问。

Object pageAttr = pageContext.findAttribute("attributeName");

通过 pageContext.findAttribute 方法可以在四个作用域中查找属性，这个方法允许开发者在一个集中位置管理作用域，使得在JSP页面中共享数据变得更加方便。

pageContext.setAttribute("myAttribute", "myValue", PageContext.APPLICATION_SCOPE);

在上面的代码中，我们将一个属性 myAttribute 设置在了应用级别的作用域中。作用域的级别由参数 PageContext.APPLICATION_SCOPE 指定。

这些内置对象提供了与请求、会话、应用程序相关的信息访问，使Web开发者可以在不同层级上控制和管理Web应用的行为。每个对象都有其特定的用途和生命周期，正确使用这些对象可以让Web应用更加健壮和灵活。在接下来的章节中，我们将深入探讨JSP与Servlet的协同工作以及JSP高级技术的实践与应用。

4. Servlet技术与JSP的协同工作详解

4.1 Servlet技术在Web开发中的角色

4.1.1 Servlet生命周期的管理与事件监听

Servlet是Java语言编写的服务器端程序，其主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容。Servlet的生命周期包括加载和实例化、初始化、请求处理、服务终止四个阶段。

生命周期详解

• 加载和实例化 ：Servlet容器负责加载Servlet类，创建其实例，这一过程只进行一次，除非服务器重启或显式销毁Servlet实例。
• 初始化 ：Servlet容器调用 init() 方法进行初始化，传递给 init() 方法的是一个 ServletConfig 对象，它包含了Servlet初始化参数信息。
• 请求处理 ：每当客户端请求一个Servlet时，Servlet容器就会调用Servlet的 service() 方法。 service() 方法确定请求的类型（GET、POST、PUT、DELETE等），并调用相应的方法处理请求。
• 服务终止 ：当Servlet容器关闭或Web应用被卸载时， destroy() 方法被调用，可以在这里执行一些如关闭数据库连接、释放资源等清理工作。

public class MyServlet extends HttpServlet {
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        super.init(config);
        // 初始化代码...
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 处理GET请求的代码...
    }

    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 处理POST请求的代码...
    }

    public void destroy() {
        // 销毁代码...
    }
}

事件监听

Servlet规范定义了事件监听器接口来监听几个重要的生命周期事件：

• ServletContextListener ：监听整个Web应用的启动和关闭。
• HttpSessionListener ：监听每个用户的会话启动和销毁。
• ServletRequestListener ：监听每个请求的创建和销毁。

public class MyServletContextListener implements ServletContextListener {
    public void contextInitialized(ServletContextEvent sce) {
        // Web应用启动时调用
    }

    public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce) {
        // Web应用关闭时调用
    }
}

4.1.2 Servlet与JSP的数据交互机制

Servlet与JSP的协同工作通常依赖于请求转发(request forwarding)和请求包含(request inclusion)。

请求转发

请求转发允许一个请求在一个Web应用的内部组件之间传递，但只能在同一个Web应用内。通过请求转发，可以将请求对象传递给JSP页面处理。

RequestDispatcher dispatcher = request.getRequestDispatcher("result.jsp");
dispatcher.forward(request, response);

请求包含

请求包含可以在JSP页面中包含另一个资源的内容，例如Servlet的输出，这使得可以将业务逻辑处理放在Servlet中，而将页面渲染的任务交给JSP。

RequestDispatcher dispatcher = request.getRequestDispatcher("myServlet.jsp");
dispatcher.include(request, response);

通过这种方式，Servlet处理数据和逻辑，而JSP负责将数据展示给用户，实现了解耦和分工合作，增强了代码的可维护性。

4.2 Servlet与JSP的整合模式

4.2.1 MVC模式下的Servlet与JSP分工

在MVC（Model-View-Controller）设计模式中，Servlet通常扮演Controller的角色，处理用户请求，并将数据传给JSP来呈现视图（View）。Model则是数据模型，可以是JavaBean或EJB。

MVC模式组件职责

• Model ：负责处理业务逻辑和数据，如用户信息、订单信息等。
• View ：负责展示数据，通常是一个JSP页面。
• Controller ：接收用户的请求，并调用Model来处理业务逻辑，然后选择View来渲染数据。

在实际应用中，Servlet会处理请求、调用Model层处理业务逻辑，最后选择一个JSP页面来展示结果。

4.2.2 Servlet过滤器和监听器在JSP中的应用

过滤器（Filter）和监听器（Listener）提供了灵活的方式对请求和响应进行预处理和后处理，以及对Web应用的生命周期事件进行监听。

Servlet过滤器

过滤器能够拦截请求并进行预处理，例如编码过滤、权限检查、日志记录等。

public class MyFilter implements Filter {
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        // 在请求处理之前执行的代码...

        // 将请求和响应对象传递给链中的下一个过滤器或目标资源
        chain.doFilter(request, response);

        // 在请求处理之后执行的代码...
    }
}

Servlet监听器

监听器用于监听Web应用中的各种事件，如会话创建或销毁、属性增加或删除等。

public class MySessionListener implements HttpSessionListener {
    public void sessionCreated(HttpSessionEvent se) {
        // 处理会话创建事件
    }

    public void sessionDestroyed(HttpSessionEvent se) {
        // 处理会话销毁事件
    }
}

Servlet过滤器和监听器在JSP中的应用极大地增强了Web应用的灵活性和可维护性，使得可以在不修改业务逻辑的情况下，增加通用的功能和安全控制。

5. JSP高级技术的实践与应用

5.1 JSTL与EL语言的高效运用

在Java Server Pages (JSP) 中，JSTL（JavaServer Pages Standard Tag Library）和EL（Expression Language）是提高开发效率和页面表达能力的两个重要工具。JSTL提供了一套标准标签库，可以用来进行迭代、条件判断等逻辑处理，而EL语言则提供了一种简洁的方式来从页面上访问数据。

5.1.1 EL表达式的运算和数据访问

EL表达式提供了一种简洁的语法来访问JavaBean属性、Map和List等数据结构。它支持逻辑运算、算术运算、关系运算以及一些预定义的函数。

数据访问实例：

// JavaBean示例
public class User {
    private String name;
    private int age;

    // 构造函数、getter和setter略
}

// 在JSP页面中使用EL表达式访问属性
${user.name} // 访问User对象的name属性
${user.age + 1} // 访问User对象的age属性并加1
${fn:length(user.name)} // 使用EL函数fn:length获取name属性的长度

EL表达式中的 fn 前缀用于访问Java标准标签库（JSTL）中的函数，如 fn:length 用于获取字符串长度。

5.1.2 JSTL核心标签库的使用实例

JSTL核心标签库包含了一系列的标签，例如条件判断标签 <c:if> 、 <c:choose> 、 <c:when> 和 <c:otherwise> ，以及循环标签 <c:forEach> 、 <c:forTokens> 等。

循环标签示例：

<c:forEach var="item" items="${list}">
  ${item.name} // 遍历list集合并输出每个item的name属性
</c:forEach>

通过使用JSTL标签库，我们可以简化JSP页面的代码，并将Java逻辑代码与页面内容分离，从而提高代码的可读性和可维护性。

5.2 JDBC在JSP中的数据库交互技术

JDBC（Java Database Connectivity）是一个Java API，允许应用程序执行SQL语句。在JSP中使用JDBC进行数据库操作时，常常结合JSTL的SQL标签库来实现。

5.2.1 JDBC驱动与数据库连接池的使用

连接数据库时，需要加载合适的JDBC驱动，并管理数据库连接。为了避免频繁地创建和销毁连接带来的性能开销，通常会使用数据库连接池技术。

数据库连接池配置示例：

// 通常在Web应用启动时配置
DataSource dataSource = new PooledDataSource(
  "com.mysql.jdbc.Driver",
  "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", 
  "username", "password"
);

使用数据库连接池，可以预先初始化一定数量的数据库连接，并将这些连接保存在池中供请求使用，从而减少连接和断开数据库的开销。

5.2.2 SQL语句执行和结果集处理技巧

在JSP中，可以使用JDBC API或者JSTL的SQL标签库来执行SQL语句并处理结果集。

JDBC执行SQL示例：

Connection conn = dataSource.getConnection();
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM users WHERE age > ?");
ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
while (rs.next()) {
  // 处理结果集
  String name = rs.getString("name");
  // 其他字段处理
}

使用JSTL的SQL标签库可以使代码更加简洁，而无需编写大量的JDBC模板代码。

5.3 框架集成与Web应用的优化部署

随着应用需求的增长，单一的JSP和Servlet技术可能不足以应对复杂的业务逻辑。这时，框架集成可以极大地提升开发效率和应用性能。

5.3.1 Spring MVC框架的整合与应用案例

Spring MVC是Spring框架的一个模块，为基于Java的企业级应用提供了模型视图控制器（MVC）架构。它支持丰富的特性，如声明式处理异常、多种数据绑定和验证方法，以及灵活的控制器配置。

Spring MVC集成示例：

@Controller
public class UserController {
    // 使用@RequestMapping注解定义请求路径和处理方法
    @RequestMapping("/user")
    public String getUser(Model model) {
        // 业务逻辑处理，添加属性到模型
        User user = ...;
        model.addAttribute("user", user);
        return "userView"; // 返回视图名称
    }
}

通过集成Spring MVC，可以实现更加清晰的层次划分，并且能够利用Spring的强大生态系统。

5.3.2 Web应用的打包、部署和性能调优

Web应用部署通常涉及到将应用程序打包成WAR文件，然后部署到Servlet容器中，比如Tomcat。性能调优包括对数据库连接池进行调优、使用缓存技术和优化JSP和Servlet代码等。

WAR打包示例： 在Maven或Gradle构建脚本中配置打包任务。

性能调优： - 使用异步处理技术优化Servlet响应时间。 - 通过压缩静态资源（如JavaScript和CSS文件）来减少响应体的大小。 - 应用缓存策略，如使用HTTP缓存控制头，或者利用页面片段缓存技术。

通过这些优化措施，可以显著提升Web应用的性能和用户体验。

注意：尽管本章内容旨在提供对JSP高级技术实践与应用的了解，但在实际开发中，JSP作为一个历史较为悠久的技术，已被越来越多的现代Web框架所取代，例如Spring Boot。在新项目中，建议评估是否还需要JSP作为视图技术。

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简介：本书旨在帮助开发者学习和掌握Java Server Pages（JSP）技术，为开发动态Web应用程序提供实践指导。涵盖了JSP的基础知识、内置对象、与Servlet的协同工作、以及JSTL和EL的使用，还提供了数据库交互和框架集成的示例，最后指导如何部署和调试Web应用。

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