Servlets與JSP Pages最佳實戰(zhàn)

Java Servlet技術(shù)與JSP技術(shù)使Java服務(wù)器端技術(shù)，目前他們控制了整個服務(wù)器端Java技術(shù)市場，并且逐漸成為構(gòu)建商業(yè)Web應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。Java開發(fā)者喜歡這些技術(shù)是由于很多的原因，包括：這些技術(shù)很容易學(xué)習(xí)，一次編寫，處處運(yùn)行(Write Once, Run Anywhere)。更重要的是，如果更高效地采用了下面的實踐，Servlet與JSP能夠幫助分開Web的表示與內(nèi)容�！白罴褜嵺`”是被證明為開發(fā)高質(zhì)量、可重用與易維護(hù)的基于Servlet和JSP的Web應(yīng)用的較好方法。與此相對應(yīng)的是，將Java代碼混合在HTML中，這樣很容易產(chǎn)生低效率、不易重用、難于維護(hù)的復(fù)雜應(yīng)用程序。最佳實踐將改變這些弊端。

本文將描述為Servlets與JSP準(zhǔn)備的最佳實踐的重要性；這里假設(shè)讀者已經(jīng)了解兩者的基本工作原理。這篇文章將涵蓋以下內(nèi)容：

• 簡要介紹Java Servlet與JavaServer Pages (JSP)。
• 為開發(fā)Servlets 與JSP提供一些提示，技巧與規(guī)則。
• 為Servlet與JSP提供最佳實踐。

Servlet和JSP Pages概述

類似于通用網(wǎng)關(guān)接口(CGI)腳本，servlets支持請求響應(yīng)編程模式。當(dāng)客戶端給服務(wù)器發(fā)送請求時，服務(wù)器將請求發(fā)送給servlet。然后，servlet構(gòu)建一個響應(yīng)，服務(wù)器將該響應(yīng)發(fā)送回客戶端。然而，跟CGI腳本不同的是，servlets和HTTP服務(wù)器運(yùn)行在同一個進(jìn)程內(nèi)。

當(dāng)發(fā)出客戶端請求的時候，調(diào)用service 方法并傳遞一個請求和響應(yīng)對象。Servlet首先判斷該請求是GET 操作還是POST 操作。然后它調(diào)用下面的一個方法：doGet 或 doPost。如果請求是GET就調(diào)用doGet方法，如果請求是POST就調(diào)用doPost方法。doGet和doPost都接受請求(HttpServletRequest)和響應(yīng)(HttpServletResponse)。

最簡單地說，servlets是能夠使用print語句產(chǎn)生動態(tài)HTML內(nèi)容的Java類。然而，有一點必須要提一下，那就是servlets是在一個容器內(nèi)運(yùn)行的，并且APIs 提供了對會話和對象的生命周期的管理。因此，當(dāng)你使用servlets時，你就能獲得Java平臺的所有優(yōu)勢，它包括沙箱 (安全)、通過JDBC的數(shù)據(jù)庫存取API和具有跨平臺可移植性的servlets。

Java Server Pages (JSP)

JSP技術(shù)是Servlet技術(shù)的一個較高層次的抽象。它是Sun公司開發(fā)、開放的技術(shù)，是與Microsoft公司的ASP動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)相似的一種技術(shù)，并且它是Java2 企業(yè)版(J2EE)的一個關(guān)鍵組件。目前，很多商業(yè)的應(yīng)用服務(wù)器（例如BEA WebLogic, IBM WebSphere, Live JRun, Orion等等）都支持JSP。
 

JSP頁面如何工作？

JSP頁面實際上是一個帶有傳統(tǒng)HTML和Java代碼的Web頁面。JSP頁面的文件擴(kuò)展名是.jsp而并不是.html或.htm，該擴(kuò)展名告訴服務(wù)器該頁面需要特殊的處理，該特殊處理必須由服務(wù)器擴(kuò)展或插件實現(xiàn)。

當(dāng)一個JSP頁面被讀取時，他首先將被編譯(JSP引擎來做這件事情)為一個Servlet。 這時候這個Servlet就像其他Servlet一樣被交給Servlet引擎來處理。然后Servlet引擎讀取那個Servlet對應(yīng)的類(用ClassLoader)并且執(zhí)行它，產(chǎn)生一個動態(tài)HTML頁面（圖1）。這個Servlet創(chuàng)建一些必需的元件，然后將這些元件作為一個字符串寫入輸出流(OutputStream)，并顯示在瀏覽器中。
調(diào)用JSP頁面時，首先會將它編譯成一個 (通過JSP引擎) Java servlet。這時，servlet引擎處理該servlet，就像處理任何其他servlet一樣。然后，servlet引擎加載servlet類 (使用類加載器) 并執(zhí)行它創(chuàng)建動態(tài)HTML發(fā)送給瀏覽器，如圖1所示。Servlet創(chuàng)建所有必需的對象，并將所有對象作為字符串寫入到輸出流中，并在瀏覽器中顯示。

圖1: 調(diào)用一個JSP頁面的請求/響應(yīng)流程圖

下次請求該頁面的時候，JSP引擎執(zhí)行早就裝載的servlet除非JSP頁面早就更改，在這種情況下，會將它自動重新編譯進(jìn)一個servlet中并執(zhí)行。

最佳實踐

在本節(jié)中，將描述在Servelt， 特別是JSP中的最佳實踐。強(qiáng)調(diào)JSP最佳實踐是因為JSP比Servlet得到更為廣泛的應(yīng)用（也許是因為JSP技術(shù)促進(jìn)了表示與邏輯的分離）。一個集成Servlet與JSP的最佳實踐是“模型-顯示-控制器”設(shè)計模式(Model View Controller, MVC)，將在本文的后面部分進(jìn)行討論。

• 在HTML頁面中不要過多使用Java代碼： 將所有的Java代碼直接放在JSP頁面中，對于小項目而言沒有問題，但是過度使用將會導(dǎo)致意大利面條似的代碼，難于閱讀，難于理解。減少Java代碼的方法是編寫?yīng)毩⒌腏ava類來實現(xiàn)計算等邏輯。一旦測試了這些類，就創(chuàng)建了實例。
• 選擇合適的include機(jī)制： 最好將頁眉、頁腳和導(dǎo)航條內(nèi)容存儲在單個文件中，并且不要重新動態(tài)產(chǎn)生它們。一旦將這些內(nèi)容存儲在各個獨(dú)立的文件中，使用下面include機(jī)制中的任何一個就能在所有的頁面中引入它們：
  1. Include 指令： <%@ include file="filename" %>
  2. Include行為： <jsp:include page="page.jsp" flush="true" />

當(dāng)JSP正在轉(zhuǎn)換成Servlet時，第一種include機(jī)制將包含指定文件的內(nèi)容(轉(zhuǎn)換階段)，對于第二種include機(jī)制來說，當(dāng)該頁面執(zhí)行后時，頁面包含了用Response產(chǎn)生的內(nèi)容。當(dāng)被包含的頁面不太改變的時候，我推薦使用第一種include指令方式，這種方式比較快，性能較好；當(dāng)被包含的文件經(jīng)常改變（其中也有動態(tài)內(nèi)容）時，并且在執(zhí)行主頁的時候不能確定所要引入的的頁面的時候，使用第二種include行為方式。

另一種include機(jī)制是使用JSP標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記庫（JSTL）中的<c:import> 行為標(biāo)記�？梢允褂眠@種方式來包含本地的或者遠(yuǎn)程的文件，下面是一些例子：

<c:import url="./copyright.html"/>
<c:import url="http://www.somewhere.com/hello.xml"/>

• 不要將業(yè)務(wù)邏輯和表示混合起來： 在更為復(fù)雜的應(yīng)用中，并且更多的代碼被引入時，很重要的一點是不要將業(yè)務(wù)邏輯與表示混在同一個文件中。分開業(yè)務(wù)邏輯與表示使得當(dāng)其中的任何一方需要改動是不至于影響到另外一方。JSP僅僅被作為前臺的表示。那么，該如何實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯部分呢？這就是JavaBeans的用武之地了。JavaBeans技術(shù)是輕便的、平臺無關(guān)的組建模型，它使開發(fā)人員編寫組件并且可以處處運(yùn)行。在JSP環(huán)境中，JavaBeans組件處理業(yè)務(wù)邏輯并返回數(shù)據(jù)給JSP頁面，這反過來格式化從JavaBeans組件返回的數(shù)據(jù)，以便在瀏覽器中顯示。JSP頁面通過調(diào)用JavaBeans組件的get方法和set方法來操作Bean的各項屬性。使用JavaBeans技術(shù)的好處如下：
  1. 可重用：不同的應(yīng)用可以使用同一個組件。 
  2. 分離業(yè)務(wù)邏輯與表示：可以在JSP頁面上改變數(shù)據(jù)的顯示外觀而不影響業(yè)務(wù)邏輯。換而言之，網(wǎng)頁設(shè)計師只需要關(guān)注設(shè)計，Java開發(fā)人員只需要關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯。
  3. 保持源代碼的安全性，保護(hù)自己的知識產(chǎn)權(quán)。

如果在你的應(yīng)用程序中使用了Enterprise JavaBeans (EJBs)組件，必須將業(yè)務(wù)邏輯保留在EJB組件中，提供生命周期管理，事務(wù)支持與對多客戶端對域?qū)ο螅▽嶓wBeans）的存取。可以在Enterprise BluePrints 獲得更為詳細(xì)的資料。

• 使用自定義標(biāo)記： 并不是所有HTML內(nèi)容開發(fā)者都喜歡將Java代碼(或scriptlets)嵌入在HTML文檔中的，可能是因為他們不了解Java語言并且也不樂意學(xué)習(xí)它的語法。但是不能使用JavaBeans組件封裝很多Java代碼，在JSP頁面中使用它們?nèi)匀灰�求�?nèi)容開發(fā)者具有Java語法的知識。
  
  JSP技術(shù)允許你通過標(biāo)記庫設(shè)備引入新的自定義標(biāo)記。作為一個Java開發(fā)者，你可以通過引入能夠部署并在HTML這類語法中使用的自定義標(biāo)記擴(kuò)展JSP頁面。自定義標(biāo)記通過進(jìn)一步分隔業(yè)務(wù)邏輯和表示邏輯也允許你提供更好的封裝。另外，它們提供了自定義表示的方法，而使用JSTL卻很難做到這一點。
  
  自定義標(biāo)記的好處：
  1. 他們能夠消除JSP應(yīng)用程序中的scriptlets。標(biāo)記必需的參數(shù)可以作為屬性或內(nèi)容體傳遞，因此，不需要Java代碼初始化或設(shè)置組件屬性。
  2. 它們的語法非常類似。Scriptlets是使用Java代碼編寫的，但是可以在類似于HTML語法中使用自定義標(biāo)記。
  3. 它們能夠提高非程序員內(nèi)容開發(fā)者的生產(chǎn)率，允許它們執(zhí)行HTML不行完成的任務(wù)。
  4. 它們是可重用的。節(jié)省了開發(fā)和測試的時間。Scriptlets不是可重用的，除非你通過剪切粘貼 來“重用”。

簡而言之，你可以使用和使用HTML創(chuàng)建表達(dá)式一樣的方法來通過自定義標(biāo)記完成復(fù)雜的任務(wù)。

編寫自定義標(biāo)記庫的時候，可以使用下列編程指南：

5. 保持簡單性：如果需要在一個標(biāo)記中包含多個屬性，那么最好將它分為多個標(biāo)記。
6. 使它具有可用性：咨詢標(biāo)記的使用者（HTML開發(fā)者）從而獲得高可用性。
7. 不要在JSP頁面中發(fā)明一種編程語言：不要開發(fā)自定義標(biāo)記讓用戶編寫顯式的程序。
8. 盡量不要重新發(fā)明輪子：目前有多個JSP標(biāo)記庫可用，如Jakarta Taglibs Project。查看這些標(biāo)記庫，看看是否有你所想要的東西。

• 不要重新發(fā)明輪子： 雖然自定義標(biāo)記提供了重用寶貴的組件的方法，但是仍然要創(chuàng)建、測試和調(diào)試它們。另外，開發(fā)者仍然要不斷地重新發(fā)明輪子，該解決方案的效率不是最高的。問題就是通過提供一組顆重用的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記解決JavaServer Pages Standard Tag Library (JSTL) 。JSTL定義了一組在任何地方都一樣工作的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記庫，這樣你就不再需要使用scriptlet（或各類供應(yīng)商提供的迭代標(biāo)記）在集合中進(jìn)行迭代。JSTL 包括各類標(biāo)記，循環(huán)、不使用Java語法就讀取屬性、迭代各類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、有條件地計算表達(dá)式、通過一種精確的方式設(shè)置屬性和腳本變量并分析XML文檔。
• 使用JSTL表達(dá)式語言： 使用JSP范圍屬性和請求參數(shù)將信息傳遞給JSP頁面。表達(dá)式語言 (EL)是為頁面作者特別設(shè)計的語言，將JSP范圍屬性提升為業(yè)務(wù)邏輯到JSP頁面通訊的標(biāo)準(zhǔn)方法。然而，注意，然而EL是JSP技術(shù)的一個關(guān)鍵方面，它不是一個通用編成語言。而且，它是簡單的數(shù)據(jù)存取語言，它不需要使用scriptlet或請求時間表達(dá)式值就能方便地存取(并操作)應(yīng)用數(shù)據(jù)。
  
  在JSP 1.x中，頁面作者必須使用表達(dá)式<%= aName %> 來存取系統(tǒng)的值，如下面的例子所示：

           <someTags:aTag attribute="<%=
                    pageContext.getAttribute("aName") %>">

或自定義的JavaBeans組件的值：

  　<%= aCustomer.getAddress().getCountry() %>

表達(dá)式語言允許頁面作者使用簡化的語法存取對象。例如，可以使用下面的語句存取簡單變量：

　  <someTags:aTag attribute="${aName}">

如果想要存取嵌套的JavaBeans屬性，可以使用下面的語句：

  　<someTags.aTag attribute="${
　　    aCustomer.address.country}">

如果你使用JavaScript，你將會覺得非常熟悉，因為EL采用JavaScript語法存取結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

• 如果可能使用過濾器： 過濾器是JSP技術(shù)的一項新功能。如果你曾經(jīng)遇到過這樣一種情況，那就是有多個servlet或JSP頁面需要壓縮它們的內(nèi)容，那么在這種情況下你就能夠編寫一個簡單的壓縮過濾器并將它應(yīng)用到所有的資源上。例如，在Java BluePrints中，通過過濾器來提供SignOn。
• 使用可移植的安全模型： 絕大多數(shù)服務(wù)器提供服務(wù)器或供應(yīng)商特定的安全功能，這樣就將開發(fā)者局限于某臺特定的服務(wù)器。為了最大化企業(yè)應(yīng)用的可移植性，使用一個可移植的Web應(yīng)用安全模型。然而，到最后，這歸結(jié)成權(quán)衡問題。例如，如果你有一組早就定義好的用戶，你可以使用基于表單的登錄或基本認(rèn)證來管理他們。但是如果你希望動態(tài)創(chuàng)建用戶，你就需要使用容器特定的API來創(chuàng)建和管理用戶。但是容器特定的API不具有可移植性，使用適配器（Adapter）設(shè)計模式能夠克服這一點。
• 使用數(shù)據(jù)庫存儲持久信息： 可以使用HttpSession 對象實現(xiàn)會話，該對象提供了一個簡單方便的機(jī)制來存儲用戶、識別用戶的cookie。使用會話存儲臨時信息—所以即便這些信息丟失了，你也不用擔(dān)心。(當(dāng)會話過期或客戶端改變?yōu)g覽器的時候，會話數(shù)據(jù)就會丟失。) 如果你希望存儲持久信息，使用數(shù)據(jù)庫，在瀏覽器之間共享數(shù)據(jù)庫中的持久信息更加安全更具有可移植性。
• 緩存內(nèi)容： 永遠(yuǎn)都不要動態(tài)重新生成請求之間不會改變的內(nèi)容。你可以在客戶端、代理端或服務(wù)器端緩存內(nèi)容。
• 使用連接緩沖池： 推薦使用JSTL進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存取。但是如果你希望自己定制編寫數(shù)據(jù)庫存取的行為，推薦你使用連接池，這樣能有效地讓所有請求共享數(shù)據(jù)庫連接。然而，注意，J2EE服務(wù)器在背后提供了該項功能。
• 緩存數(shù)據(jù)庫請求結(jié)果： 如果你希望緩存數(shù)據(jù)庫結(jié)果，不要使用JDBC的ResultSet 對象作為緩存對象。它和一個鏈接緊密結(jié)合，這個鏈接和連接池相沖突。將數(shù)據(jù)從ResultSet 復(fù)制到特定應(yīng)用的bean，如Vector或JDBC的RowSets。
• 在必要的時候采取新的JSP XML語法：實際上這基于你希望你的應(yīng)用程序如何遵守XML。然而，這需要進(jìn)行權(quán)衡，因為這使得JSP成為更加強(qiáng)大的工具，但是對開發(fā)者卻不怎么友好。
• 讀取并應(yīng)用Enterprise BluePrints：Sun的 Enterprise BluePrints 給開發(fā)者提供了指南、 模式、 和例子應(yīng)用程序，如Adventure Builder和Pet Store�？偟膩碚f， J2EE BluePrints提供了最佳實踐和一組設(shè)計模式，這些實踐和模式是構(gòu)建具有可移植性、強(qiáng)壯可擴(kuò)展的Java應(yīng)用程序中經(jīng)常出現(xiàn)的問題的解決方案。

集成Servlets和JSP頁面

JSP規(guī)范給出了使用JSP頁面構(gòu)建Web應(yīng)用程序的兩個方案：JSP模型1和模型2體系結(jié)構(gòu)。這兩個模型的區(qū)別在于處理的位置。在模型1的體系結(jié)構(gòu)中，如圖2所示，JSP頁面負(fù)責(zé)處理請求并將響應(yīng)發(fā)送給客戶端。

圖 2: JSP模型1 體系結(jié)構(gòu)

模型2體系結(jié)構(gòu)，如圖3所示，集成使用了servlets 和JSP頁面。在該模型中，JSP頁面用于表示層，并且servlets負(fù)責(zé)處理各類任務(wù)。Servlet作為一個控制器，負(fù)責(zé)處理請求并創(chuàng)建JSP頁面所需的任何bean。該控制器也負(fù)責(zé)確定將該請求傳遞到哪個JSP頁面。JSP頁面檢索servlet創(chuàng)建的對象，并提取動態(tài)內(nèi)容插入在一個模板中。

圖 3: JSP模型 2 體系結(jié)構(gòu)

該模型促進(jìn)了模型視圖控制器(MVC)體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格設(shè)計模式的使用。注意，早就存在多個框架能夠?qū)崿F(xiàn)該有用的設(shè)計模式，并將內(nèi)容和表示真正地獨(dú)立開來。Apache Struts是MVC的形式化框架。該框架非常適用于復(fù)雜的應(yīng)用程序，在這些復(fù)雜的應(yīng)用程序中單個請求或表單提交會產(chǎn)生看起來截然不同的結(jié)果。

結(jié)束語

最佳實踐—事實證明是經(jīng)常重復(fù)出現(xiàn)的問題的解決方案—產(chǎn)生了高質(zhì)量的應(yīng)用程序。本文是開發(fā)servlet時需要遵守的多個指南和最佳實踐-和基于JSP的Web應(yīng)用程序。

請留心servlets和JSP技術(shù)，因為在這些技術(shù)中有許多激動人心的東西。例如，JavaServer Faces (JFC)，是一個Java程序社區(qū)（Java Community Process），它的目標(biāo)是定義一個標(biāo)準(zhǔn)的Web應(yīng)用框架，這將很好地和Apache Struts集成。