Java Server Pages (JSP) - это одна из технологий J2EE, которая представляет собой расширение технологии сервлетов для упрощения работы с Web-содержимым. Страницы JSP позволяет легко разделить Web-содержимое на статическую и динамическую часть, допускающую многократное использование ранее определенных компонентов.

Разработчики Java Server Pages могут использовать компоненты JavaBeans и создавать собственные библиотеки нестандартных тегов, которые инкапсулируют сложные динамические функциональные средства.

Спецификация Java Server Pages наследует и расширяет спецификацию сервлетов. Как и сервлеты, компоненты JSP относятся к компонентам Web и располагаются в Web-контейнере. Страницы JSP не зависят от конкретной реализации Web-контейнера, что обеспечивает возможность их повторного использования.

В дополнение к классам и интерфейсам для программирования сервлетов (пакеты javax.servlet и javax.servlet.http), в пакетах javax.servlet.jsp и javax.servlet.jsp.target содержатся классы и интерфейсы, относящиеся к программированию Java Server Pages.

Обзор технологии Java Server Pages

Технология Java Server Pages содержит четыре ключевых компонента:

Директивы (directive) представляют собой сообщения для контейнера JSP, дающим возможность определить параметры страницы, подключения других ресурсов, использовать собственные нестандартные библиотеки тегов.
Действия actions инкапсулируют функциональные возможности в предопределенных тегах, которые можно встраивать в JSP-страницу. JSP actions часто выполняются на основе информации, посылаемой на сервер в составе запроса от определенного клиента. Действия также могут создавать объекты Java для использования их в скриптлетах JSP.
Скриптлеты scriptlets позволяют вставлять код Java в страницы JSP, который взаимодействует с объектами страницы при обработке запроса.
Библиотеки тегов (tag library) являются составной частью механизма расширения тегов, допускающего разработку и использование собственных тегов.

Наличие данных с неизменяемой структурой определяют выбор программиста в принятии решения, какую технологию следует использовать: сервлеты или страницы JSP. Программисты предпочитают использовать страницы JSP, если основная часть посылаемого клиенту содержимого представляет собой данные с неизменяемой структурой, и лишь небольшая часть содержимого генерируется динамически с помощью кода Java.

Сервлеты предпочтительнее использовать, если только небольшая часть содержимого, посылаемого клиенту, представляет собой данные с неизменяемой структурой. На самом деле отдельные сервлеты могут вообще не генерировать содержимого для клиента, выполняя определенную задачу в интересах клиента, а затем вызывают другие сервлеты или JSP-страницы, чтобы отправить ответ.

Необходимо заметить, что во многих случаях сервлеты и JSP-страницы являются взаимозамеяемыми. Подобно сервлетам, JSP-страницы обычно выполняются на стороне Web-сервера, который называют контейнером JSP.

Когда Web-сервер, поддерживающий технологию JSP, принимает первый запрос на JSP-страницу, контейнер JSP транслирует эту JSP-страницу в сервлет Java, который обслуживает текущий запрос и все последующие запросы к этой странице. Если при компиляции нового сервлета возникают ошибки, эти ошибки приводят к ошибкам на этапе компиляции. Контейнер JSP на этапе трансляции помещает операторы Java, которые реализует ответ JSP-страницы, в метод _jspService. Если сервлет компилируется без ошибок, контейнер JSP вызывает метод _jspService для обработки запроса.

JSP-страница может обработать запрос непосредственно, либо вызвать другие компоненты Web-приложения, чтобы содействовать обработке запроса. Любые ошибки, которые возникают в процессе обработки, вызывают исключительную ситуацию в Web-сервере на этапе запроса.

Весь статический текст HTML, называемый в документации JSP шаблоном HTML (template HTML), сразу направляется в выходной поток. Выходной поток страницы буферизуется. Буферизацию обеспечивает класс JspWriter, расширяющий класс Writer. Размер буфера по умолчанию ограничен до 8 Кбайт, но его можно изменить атрибутом buffer тега <%@ page>. Наличие буфера позволяет заносить заголовки ответа в выходной поток совместно с выводимым текстом. В буфере заголовки будут размещены перед текстом.

Таким образом, достаточно написать страницу JSP, сохранить ее в файле с расширением jsp и установить файл в контейнер, так же, как и страницу HTML, не заботясь о компиляции. При установке можно задать начальные параметры страницы JSP также, как и начальные параметры сервлета.

Архитектура JSP

Базовая архитектура Java Server Pages в самом общем виде представлена на рисунке. Платформа J2EE обеспечивает базу, на которой функционирует все приложение в целом и страницы JSP, в частности, в то время, как сеть Интернет предоставляет механизм транспортировки данных.

Страница JSP располагается на Web-сервере в среде виртуальной Java-машины. Доступ к страниц JSP, как и в случае сервлета, осуществляется через Web с использованием протокола HTTP.

Страница JSP функционирует под управлением JSP Engine (среды исполнения JSP). Страница JSP может взаимодействовать с программным окружением с помощью компонентов JavaBeans, получая и устанавливая его параметры, используя теги: <jsp:useBean>, <jsp:getProperty>, <jsp:setProperty>.

Компонент JavaBean сам может участвовать в других процессах, предоставляя результаты в виде своих параметров, доступных страницам JSP, участвующим в сеансе, а через них - всем пользователям, запрашивающим эти страницы JSP.

Использование межплатформенных компонентов JavaBeans и библиотек тегов значительно расширяет возможности JSP. Программный Java-код в странице JSP, в идеале, должен использоваться только для управления представлением информации.

Основные модели архитектуры JSP

Возможны различные подходы к использованию технологии JSP. Два основных архитектурных подхода, нашедшие применение при реализации приложений уровня предприятия, имеют специальные названия:

JSP Model 1 (Первая модель архитектуры JSP);
JSP Model 2 (Вторая модель архитектуры JSP);

JSP Model 1

Первая модель JSP Model 1 практически реализует базовую архитектуру JSP. В архитектурном решении JSP Model 1 полностью отвечает за получение запроса от клиента, его обработку, подготовку ответа и доставку ответа пользователю. Разделение представления и динамического содержания обеспечивается тем, что доступ к данным осуществляется через компоненты JavaBeans.

В сценарии JSP Model 1 предполагается следующая последовательность действий:

Запрос пользователя посылается через Web-браузер странице JSP.
Страница JSP компилируется в сервлет (при первом обращении).
Скомпилированный сервлет обращается к некоторому компоненту JavaBean, запрашивая у него информацию.
Компонент JavaBean, в свою очередь, осуществляет доступ к информационным ресурсам (непосредственно или через компонент Enterprise JavaBeans).
Полученная информация отображается в свойствах компонента JavaBeans, доступных странице JSP.
Формируется ответ в виде страницы HTML с комбинированным содержанием (статическое, динамическое).

Архитектура JSP Model 1 может с успехом применяться для небольших приложений. Однако использование данной модели для более сложных задач вызывает определенные трудности и не является технологичным из-за большого объема встроенных в страницу программных фрагментов. Для сложных корпоративных приложений рекомендуется применение второй модели архитектуры JSP.

JSP Model 2

Вторая модель JSP Model 2 реализует гибридный подход к обслуживанию динамического содержания Web-страницы, при котором совместно используется сервлет и страница JSP. Эта модель позволяет эффективно использовать преимущества обеих технологий: сервлет поддерживает задачи, связанные с обработкой запроса и созданием объектов JavaBeans, используемых JSP, а страница JSP отвечает за визуальное представление информации. Сервлет используется как управляющее устройство (контроллер). Схематично вторая модель представлена на рисунке.

Сценарии JSP Model 2, как правило реализует следующую типовую последовательность действий:

Запрос пользователя посылается через Web-браузер сервлету.
Сервлет обрабатывает запрос, создает и инициализирует объект JavaBean или другие объекты, используемые страницей JSP, и запрашивает динамическое содержание у компонента JavaBean.
Компонент JavaBean осуществляет доступ к информации непосредственно или через компонент Enterprise JavaBeans.
Сервлет, направляющий запрос, вызывает сервлет, скомпилированный из страницы JSP.
Сервлет, скомпилированный из страницы JSP, встраивает динамическое содержание в статический контекст HTML-страницы и отправляет ответ пользователю.

Необходимо отметить, что в рамках этой модели страница JSP сама не реализует никакую логику, это входит в функции сервлета-контроллера. Страница JSP отвечает только за получение информации от компонента JavaBean, который был предварительно создан сервлетом, и за визуальное представление этой информации в удобном для клиента виде.

Архитектуры JSP Model 2 в большей степени, чем архитектура JSP Model 1, соответствует идее отделения представления от содержания. Эта модель позволяет четко выделить отдельные части приложения и связанные с ними роли и обязанности персонала, занятого в разработке:

Дизайнер - разработка дизайна Web-страницы;
Разработчик - реализация функций управления и обработки.

Чем сложнее разрабатываемая система, тем заметнее становятся преимущества архитектуры JSP Model 2.

Функционирование JSP

Работа со страницей JSP становится возможной только после ее преобразования в сервлет. В процессе трансляции как статическая, так и динамическая части JSP преобразуются в Java-код сервлета, который передает преобразованное содержимое браузеру через выходной поток Web-сервера.

Технология JSP является технологией серверной стороны, поэтому все процессы обработки JSP протекают на стороне сервера. Страница JSP - текстовый документ, который в соответствии со спецификацией JSP, проходит две фазы:

фазу трансляции;
фазу выполнения.

При трансляции, которая выполняется один раз для каждой страницы JSP, создается или локализуется класс типа Servlet, реализующий JSP. Трансляция JSP может производиться как отдельно, до ее использования, так и в процессе размещения JSP на Web-сервере или сервере приложений.

Во второй фазе осуществляется обработка запросов и подготовка ответов.

Жизненный цикл JSP

Страница JSP обслуживает запросы, как сервлет. Следовательно, жизненный цикл и многие возможности страниц JSP (в частности, динамические аспекты) определяются технологией Servlet и многие обсуждения в этой главе ссылаются на функции, описанные на странице cервлетов.

Когда запрос отображается на страницу JSP, он обрабатывается специальным сервлетом, который сначала проверяет, не старше ли сервлет страницы JSP, чем сама страница JSP. Если это так, он переводит страницу JSP в класс сервлета и компилирует класс. При разработке Web-приложения одним из преимуществ страниц JSP перед сервлетами является то, что процесс построения (компиляции страницы JSP в сервлет) выполняется автоматически.

Трансляция и компиляция страницы JSP

На фазе трансляции каждый тип данных в странице JSP интерпретируется отдельно. Шаблонные данные трансформируются в код, который будет помещать данные в поток, возвращающий данные клиенту. Элементы JSP трактуются следующим образом:

директивы, используемые для управления тем, как Web-контейнер переводит и выполняет страницу JSP;
скриптовые элементы вставляются в класс сервлета страницы JSP;
элементы в форме <jsp:XXX ... /> конвертируются в вызов метода для компонентов JavaBeans или вызовы API Java Servlet.

И фаза трансляции, и фаза компиляции могут порождать ошибки, которые будут выведены только, когда страница будет в первый раз запрошена. Если ошибка возникает при трансляции страницы (например, транслятор находит элемент JSP с неправильным форматом), сервер возвращает ParseException, и исходный файл класса сервлета будет пустым или незаконченным. Последняя незаконченная строка дает указатель на неправильный элемент JSP. Если ошибка возникает при компиляции страницы (например, синтаксическая ошибка в скриптлете), сервер возвращает JasperException и сообщение, которое включает в себя имя сервлета страницы JSP и строку, в которой произошла ошибка.

Когда страница оттранслирована и откомпилирована, сервлет страницы JSP в основном следует жизненному циклу сервлета, описанному на странице сервлета:

Если экземпляр сервлета страницы JSP не существует, контейнер:
- загружает класс сервлета страницы JSP;
- создает экземпляр класса сервлета;
- инициализирует экземпляр сервлета вызовом метода jspInit.
Вызывает метод _jspService, передавая ему объекты запроса и отклика.

Если контейнеру нужно удалить сервлет страницы JSP, он вызывает метод jspDestroy.

Пример интеграции JSP-страницы с сервлетом и jQuery можно увидеть здесь.