一、概述

1.前言

在前面幾篇博客中，我們和大家說了負載均衡器服務器、Web服務器、反向代理服務器、緩存服務器，從這篇博客開始我們和大家說說應用程序服務器，對于上述內容不了解的博友可以去參考一下我們前幾篇的博客。在應用程序中最出名的有兩種一種是PHP，另一種是JSP。他們都是用來進行Web開發(fā)的，特別是進行電子商務網(wǎng)站的開發(fā)，應用的特別多。對于我們運維來說肯定是不需要開發(fā)的。但我們得進行應用程序服務器維護的工作。前面我們和大家多次聊了PHP的應用服務器維護如，LAMP環(huán)境的搭建、LNMP環(huán)境搭建等。在這篇博客中我們主要和大家聊一聊JSP服器的應用。在說JSP的相關知識之前，我們先來回憶一下PHP相關知識點。

2.PHP相關知識

(1).PHP簡介

PHP是通用服務器端腳本編程語言，其主要用于web開發(fā)以實現(xiàn)動態(tài)web頁面，它也是最早實現(xiàn)將腳本嵌入HTML源碼文檔中的服務器端腳本語言之一。同時，php還提供了一個命令行接口，因此，其也可以在大多數(shù)系統(tǒng)上作為一個獨立的shell來使用。

Rasmus Lerdorf于1994年開始開發(fā)PHP，它是初是一組被Rasmus Lerdorf稱作“Personal Home Page Tool” 的Perl腳本， 這些腳本可以用于顯示作者的簡歷并記錄用戶對其網(wǎng)站的訪問。后來，Rasmus Lerdorf使用C語言將這些Perl腳本重寫為CGI程序，還為其增加了運行Web forms的能力以及與數(shù)據(jù)庫交互的特性，并將其重命名為“Personal Home Page/Forms Interpreter”或“PHP/FI”。此時，PHP/FI已經(jīng)可以用于開發(fā)簡單的動態(tài)web程序了，這即是PHP 1.0。1995年6月，Rasmus Lerdorf把它的PHP發(fā)布于comp.infosystems.www.authoring.cgi Usenet討論組，從此PHP開始走進人們的視野。1997年，其2.0版本發(fā)布。

1997年，兩名以色列程序員Zeev Suraski和Andi Gutmans重寫的PHP的分析器(parser)成為PHP發(fā)展到3.0的基礎，而且從此將PHP重命名為PHP: Hypertext Preprocessor。此后，這兩名程序員開始重寫整個PHP核心，并于1999年發(fā)布了Zend Engine 1.0，這也意味著PHP 4.0的誕生。2004年7月，Zend Engine 2.0發(fā)布，由此也將PHP帶入了PHP5時代。PHP5包含了許多重要的新特性，如增強的面向對象編程的支持、支持PDO(PHP Data Objects)擴展機制以及一系列對PHP性能的改進。

(2).PHP Zend Engine

Zend Engine是開源的、PHP腳本語言的解釋器，它最早是由以色列理工學院(Technion)的學生Andi Gutmans和Zeev Suraski所開發(fā)，Zend也正是此二人名字的合稱。后來兩人聯(lián)合創(chuàng)立了Zend Technologies公司。

Zend Engine 1.0于1999年隨PHP 4發(fā)布，由C語言開發(fā)且經(jīng)過高度優(yōu)化，并能夠做為PHP的后端模塊使用。Zend Engine為PHP提供了內存和資源管理的功能以及其它的一些標準服務，其高性能、可靠性和可擴展性在促進PHP成為一種流行的語言方面發(fā)揮了重要作用。

Zend Engine的出現(xiàn)將PHP代碼的處理過程分成了兩個階段：首先是分析PHP代碼并將其轉換為稱作Zend opcode的二進制格式(類似Java的字節(jié)碼)，并將其存儲于內存中；第二階段是使用Zend Engine去執(zhí)行這些轉換后的Opcode。

(3).PHP的Opcode

Opcode是一種PHP腳本編譯后的中間語言，就像Java的ByteCode,或者.NET的MSL。PHP執(zhí)行PHP腳本代碼一般會經(jīng)過如下4個步驟(確切的來說，應該是PHP的語言引擎Zend)：

• Scanning(Lexing) —— 將PHP代碼轉換為語言片段(Tokens)

• Parsing —— 將Tokens轉換成簡單而有意義的表達式

• Compilation —— 將表達式編譯成Opocdes

• Execution —— 順次執(zhí)行Opcodes，每次一條，從而實現(xiàn)PHP腳本的功能

(4).PHP的加速器

基于PHP的特殊擴展機制如opcode緩存擴展也可以將opcode緩存于php的共享內存中，從而可以讓同一段代碼的后續(xù)重復執(zhí)行時跳過編譯階段以提高性能。由此也可以看出，這些加速器并非真正提高了opcode的運行速度，而僅是通過分析opcode后并將它們重新排列以達到快速執(zhí)行的目的。

常見的php加速器有：

• APC (Alternative PHP Cache) 遵循PHP License的開源框架，PHP opcode緩存加速器，目前的版本不適用于PHP 5.4。項目地址，http://pecl.php.net/package/APC。

• eAccelerator 源于Turck MMCache，早期的版本包含了一個PHP encoder和PHP loader，目前encoder已經(jīng)不在支持。項目地址，?http://eaccelerator.net/。

• XCache 快速而且穩(wěn)定的PHP opcode緩存，經(jīng)過嚴格測試且被大量用于生產環(huán)境。項目地址，http://xcache.lighttpd.net/

• Zend Optimizer和Zend Guard Loader Zend Optimizer并非一個opcode加速器，它是由Zend Technologies為PHP5.2及以前的版本提供的一個免費、閉源的PHP擴展，其能夠運行由Zend Guard生成的加密的PHP代碼或模糊代碼。 而Zend Guard Loader則是專為PHP5.3提供的類似于Zend Optimizer功能的擴展。項目地址，http://www.zend.com/en/products/guard/runtime-decoders

• NuSphere PhpExpress NuSphere的一款開源PHP加速器，它支持裝載通過NuSphere PHP Encoder編碼的PHP程序文件，并能夠實現(xiàn)對常規(guī)PHP文件的執(zhí)行加速。項目地址，http://www.nusphere.com/products/phpexpress.htm

(5).PHP源碼目錄結構

PHP的源碼在結構上非常清晰。其代碼根目錄中主要包含了一些說明文件以及設計方案，并提供了如下子目錄：

• build —— 顧名思義，這里主要放置一些跟源碼編譯相關的文件，比如開始構建之前的buildconf腳本及一些檢查環(huán)境的腳本等。

• ext —— 官方的擴展目錄，包括了絕大多數(shù)PHP的函數(shù)的定義和實現(xiàn)，如array系列，pdo系列，spl系列等函數(shù)的實現(xiàn)。 個人開發(fā)的擴展在測試時也可以放到這個目錄，以方便測試等。

• main —— 這里存放的就是PHP最為核心的文件了，是實現(xiàn)PHP的基礎設施，這里和Zend引擎不一樣，Zend引擎主要實現(xiàn)語言最核心的語言運行環(huán)境。

• Zend —— Zend引擎的實現(xiàn)目錄，比如腳本的詞法語法解析，opcode的執(zhí)行以及擴展機制的實現(xiàn)等等。

• pear —— PHP 擴展與應用倉庫，包含PEAR的核心文件。

• sapi —— 包含了各種服務器抽象層的代碼，例如apache的mod_php，cgi，fastcgi以及fpm等等接口。

• TSRM —— PHP的線程安全是構建在TSRM庫之上的，PHP實現(xiàn)中常見的*G宏通常是對TSRM的封裝，TSRM(Thread Safe Resource Manager)線程安全資源管理器。

• tests —— PHP的測試腳本集合，包含PHP各項功能的測試文件。

• win32 —— 這個目錄主要包括Windows平臺相關的一些實現(xiàn)，比如sokcet的實現(xiàn)在Windows下和*Nix平臺就不太一樣，同時也包括了Windows下編譯PHP相關的腳本。

好了，說了這么多PHP的相關知識我們就說到這吧。下面我們來說一說程序之間的跨平臺。

3.C/C++與Java

在說Java之間我們來得說一說，C與跨平臺的相關知識。我們都知道C語言是面向對象的語言，C++是面向對象的語言。相對于PHP語言來說C語言或者C++語言，更接近底層的語言或者說更接近于硬件。執(zhí)行效率要比PHP這種解釋型語言高的多。那大家想啊，我們經(jīng)常用PHP來編寫Web應用，那我們能不能用C語言來編寫網(wǎng)站呢。答案是否定的，因為沒有一家公司要C語言來開發(fā)網(wǎng)站的，大家都知道我們編寫C語言都先編寫后進行編譯，然后再運行。那大家想啊，我們網(wǎng)站變動很快，幾乎每天都的大量的更新，每次更新都要進行編譯，然后再運行。維護成本太高了，就算是有公司出的起成本，也沒有公司會用，C語言還有個致命的弱點那就是不能跨平臺，比如我們的網(wǎng)站是在32位平臺上開發(fā)的，那我們只能在32位平臺上運行，而不能在64位平臺上運行。所以用C語言編寫的網(wǎng)站移植會很困難。剛才我們說到了跨平臺，下面我們就說一下與平臺相關的問題。

大家都知道，用C語言我們一般用來開發(fā)操作系統(tǒng)，而不是來用編寫網(wǎng)站的。現(xiàn)在主流的操作系統(tǒng)有兩種，一種是Windows系統(tǒng)，另一種是Linux系統(tǒng)。我們大家又知道，用C語言的操作系統(tǒng)都是有API接口(Application Programming Interface)的，簡單來說API就是系統(tǒng)調用。幫助我們的開發(fā)人員更好的開發(fā)應用軟件，由于操作系統(tǒng)的不同API又分為Windows API和Linux API。我們在Windows平臺開發(fā)出來的軟件在Linux上無法運行，在Linux上開發(fā)的軟件在Windows上又無法運行，這就導致了軟件移植困難，我們開發(fā)軟要開發(fā)兩份，甚至更多版本很是煩鎖。后大家就規(guī)定一個統(tǒng)一的API接口即POSIX(Protabl Operation System 可移植操作系統(tǒng)規(guī)范)。

但是我們知道一個應用程序的運行，需要諸多相關的庫文件來支撐的。在Windows當中的庫文件是*.dll（動態(tài)鏈接庫）而Linux當中的庫文件是*.so（共享對象）。這樣編寫的程序，也是不能跨平臺的。后來為了解決這個問題就提出是ABI接口（Application Binary Interface 應用程序二進制接口）。好了，我們說了這么多，其實就想表達兩個意思。一是C語言是不能用來編寫網(wǎng)站的，二是C語言移植困難、維護成本高。下面我們就來說一說Java。

二、Java

1.Java 簡介

Java是由Sun Microsystems公司于 1995年5月推出的Java面向對象程序設計語言（以下簡稱Java語言）和Java平臺的總稱。由James Gosling和同事們共同研發(fā)，并在1995年正式推出。用Java實現(xiàn)的HotJava瀏覽器（支持Java applet）顯示了Java的魅力：跨平臺、動態(tài)的Web、Internet計算。從此，Java被廣泛接受并推動了Web的迅速發(fā)展，常用的瀏覽器均支持Javaapplet。另一方面，Java技術也不斷更新。(2010年Oracle公司收購了SUN)

2.Java 組成

Java由四方面組成：

• Java編程語言

• Java類文件格式

• Java虛擬機

• Java應用程序接口(Java API)

下面我們來說一下這四個方面的關系，我們通過Java編程語言+Java應用程序接口（Java API）編寫出*.java的文件（如，test.java），通過Java編譯器javac（Java Complier）進行編譯生成*.class的類文件(如，test.class)，再通過Java類文件+Java虛擬機（JVM）運行Java程序。簡單過程如下，

• Java 程序語言+Java API ---> test.java （java程序）

• javac(Java Complier) ---> test.class （字節(jié)碼文件）

• Java類文件+Java虛擬機 ---> 運行test.class

好了，下面我們來說一說，Java虛擬機（JVM）的組成。

JVM 組成：

• JRE（JVM+Java SE API），是用于實現(xiàn)Java程序運行的最小環(huán)境。

• JDK （Java+API+JVM），是用于實現(xiàn)Java程序開發(fā)的最小環(huán)境。

3.Java 平臺

Java平臺由Java虛擬機（Java Virtual Machine，簡稱JVM）和Java 應用編程接口（Application Programming Interface，簡稱API）構成。Java應用編程接口為此提供了一個獨立于操作系統(tǒng)的標準接口，可分為基本部分和擴展部分。在硬件或操作系統(tǒng)平臺上安裝一個Java平臺之后，Java應用程序就可運行。Java平臺已經(jīng)嵌入了幾乎所有的操作系統(tǒng)。這樣Java程序可以只編譯一次，就可以在各種系統(tǒng)中運行。Java應用編程接口已經(jīng)從1.1x版發(fā)展到1.2版。常用的Java平臺基于Java1.5，最近版本為Java7.0。

4.Java 體系

Java分為三個體系，

• J2SE（Java2 Platform Standard Edition，java平臺標準版）

• J2EE(Java 2 Platform,Enterprise Edition，java平臺企業(yè)版)

• J2ME(Java 2 Platform Micro Edition，java平臺微型版)。

其中，Java SE則只包含了Java二進制程序(如JVM和Java字節(jié)碼編譯器)和Java的核心代碼庫，而Jave EE標準則包含了一組適用于創(chuàng)建企業(yè)級Web應用程序的API。Jave EE建立在Java SE的基礎上，并依賴于Java SE才能正常工作。當然，任何級別的應用程序均能從Java EE中獲益，但Jave EE卻更適合解決大型軟件系統(tǒng)設計中的問題。JAVA EE包含多個獨立的API，Servlet和JSP就是其中的兩個，而JAVA EE中著名的API中還包含如下的幾個，

JAVA EE APIs：

• EJB(Enterprise JavaBeans)：JAVA相關的諸多高級功能的實現(xiàn)，如RMI（Remote Method Invocation), 對象/關系映射，跨越多個數(shù)據(jù)源的分布式事務等；

• JMS(Java Message Service)：高性能異步消息服務，實現(xiàn)JAVA EE應用程序與非JAVA程序的“透明”通信；

• JMX（Java Management Extensions）：在程序運行時對其進行交互式監(jiān)控和管理的機制；

• JTA（Java Transaction API）：允許應用程序在自身的一個或多個組件中平滑地處理錯誤的機制；

• JavaMail：通過工業(yè)標準的POP/SMTP/IMAP協(xié)議發(fā)送和接收郵件的機制；

Java SE APIs：

• JNDI（Java Naming and Directory Interface）:用于與LDAP服務交互的API；

• JAXP（Java API for XML Processing）:用于分析及轉換XML（基于XSLT實現(xiàn)）；

5.Java 優(yōu)勢

與傳統(tǒng)程序不同，Sun 公司在推出 Java 之際就將其作為一種開放的技術。全球數(shù)以萬計的 Java 開發(fā)公司被要求所設計的 Java軟件必須相互兼容。“Java 語言靠群體的力量而非公司的力量”是Sun公司的口號之一，并獲得了廣大軟件開發(fā)商的認同。這與微軟公司所倡導的注重精英和封閉式的模式完全不同。

Sun 公司對 Java 編程語言的解釋是：Java 編程語言是個簡單、面向對象、分布式、解釋性、健壯、安全與系統(tǒng)無關、可移植、高性能、多線程和動態(tài)的語言。

Java 平臺是基于 Java 語言的平臺。這樣的平臺非常流行。因此微軟公司推出了與之競爭的.NET平臺以及模仿Java的C#語言。

6.Java 執(zhí)行過程

用Java語言來編寫源代碼，把它編譯成Java Class文件，然后在Java VM中運行class文件；當編寫程序時，通過調用類(Java API)中的方法來訪問系統(tǒng)資源，而當程序運行時，它通過調用class文件中實現(xiàn)了Java API的方法也滿足程序的Java API調用。Java VM和Java API一起組成了一個“平臺“，所有Java程序都在其上編譯和運行，因此，它們有時也被稱作Java運行時環(huán)境。Java VM的主要任務是裝載class文件并且執(zhí)行其中的字節(jié)碼。Java VM包含一個類裝載器(class loader)，它可以從程序和API裝載class文件；而Java API的類只在程序執(zhí)行中需要時才會被裝載。（如上圖）

Java字節(jié)碼由執(zhí)行引擎來執(zhí)行。而不同的Java VM中，其執(zhí)行引擎的實現(xiàn)可能各不相同。最簡單的執(zhí)行引擎不是一次性解釋字節(jié)碼，而另一種稱為“即時編譯器(just-in-time compiler)”的執(zhí)行引擎執(zhí)行速度更快，但要消耗更多的內存資源。即時編譯模式下，第一次被執(zhí)行的字節(jié)碼會被編譯成本地機器代碼并緩存下來以實現(xiàn)“復用”。第三種執(zhí)行引擎是所謂的自適應優(yōu)化器，此種方法中，虛擬機始的時候解釋字節(jié)碼，介是會監(jiān)視運行中程序的活動，并且記錄下使用最頻繁的代碼。程序運行時，虛擬機只把那些活動最頻繁的代碼編譯成本地代碼，而不頻繁的代碼則仍然保留為字節(jié)碼由虛擬機解釋執(zhí)行。自適應優(yōu)化器可以使得Java VM在80%-90%的時間里執(zhí)行被優(yōu)化過的本地代碼，而只需要編譯10%- 20%對性能有影響的代碼。最后一種虛擬機由硬件芯片構成，它用本地方法執(zhí)行Java字節(jié)碼，其執(zhí)行引擎內嵌于芯片中。

三、Servlet與JSP

1. Servlet是什么?

在Client/Server應用的發(fā)展過程中，Java提供了一整套Client/Server解決方案，在這個方案中，程序可以自動地下載到客戶端并執(zhí)行，這就是applet。但是它僅僅是問題的一半，問題的另一半就是Servlet。Servlet可以被認為是服務器端的applet。Servlet被Web服務器加載和執(zhí)行，就如同applet被瀏覽器加載和執(zhí)行一樣。Servlet從客戶端(通過Web服務器)接收請求，執(zhí)行某種作業(yè)，然后返回結果。使用servlet的基本流程如下：

• 客戶端通過HTTP提出請求。

• Web服務器接收該請求并將其發(fā)給Servlet。如果這個Servlet尚未被加載，Web服務器將把它加載到Java虛擬機并且執(zhí)行它。

• Servlet將接收該HTTP請求并執(zhí)行某種處理。

• Servlet將向Web服務器返回應答。

• Web服務器將從Servlet收到的應答發(fā)送給客戶端。

由于servlet是在服務器上執(zhí)行，通常與applet相關的安全性的問題并不需實現(xiàn)。要注意的是Web瀏覽器并不直接和Servlet通信，Servlet是由Web服務器加載和執(zhí)行的。而Servlet是用Java編寫的，所以它們一開始就是平臺無關的。這樣，Java編寫一次就可以在任何平臺運行(write once，run anywhere)的承諾就同樣可以在服務器上實現(xiàn)了。Servlet還有一些CGI腳本所不具備的獨特優(yōu)點：

• Servlet是持久的。Servlet只需Web服務器加載一次，而且可以在不同請求之間保持服務(例如一次數(shù)據(jù)庫連接)。與之相反，CGI腳本是短暫的、瞬態(tài)的。每一次對CGI腳本的請求，都會使Web服務器加載并執(zhí)行該腳本。一旦這個CGI腳本運行結束，它就會被從內存中清除，然后將結果返回到客戶端。CGI腳本的每一次使用，都會造成程序初始化過程(例如連接數(shù)據(jù)庫)的重復執(zhí)行。

• Servlet是與平臺無關的。如前所述，servlet是用Java編寫的，它自然也繼承了Java的平臺無關性。

• Servlet是可擴展的。由于servlet是用Java編寫的，它就具備了Java所能帶來的所有優(yōu)點。Java是健壯的、面向對象的編程語言，它很容易擴展以適應你的需求。servlet自然也具備了這些特征。

• Servlet是安全的。從外界調用一個servlet的惟一方法就是通過Web服務器。這提供了高水平的安全性保障，尤其是在你的Web服務器有防火墻保護的時候。

Setvlet可以在多種多樣的客戶機上使用。由于Servlet是用Java編寫的，所以你可以很方便地在HTML中使用它們，就像你使用applet一樣。那么，Servlet是怎樣執(zhí)行的？怎樣來寫一個Servlet，它的基本架構是怎么樣的？這些問題，將在后面部分給予介紹。

2.JSP與Servlet

現(xiàn)在已經(jīng)對Servlet有了大概的了解，現(xiàn)在我們就來說說JSP和Servlet的關系。

JSP是一種腳本語言，包裝了Java Servlet系統(tǒng)的界面，簡化了Java和Servlet的使用難度，同時通過擴展JSP標簽(TAG)提供了網(wǎng)頁動態(tài)執(zhí)行的能力。盡管如此，JSP仍沒有超出Java和Servlet的范圍，不僅JSP頁面上可以直接寫Java代碼，而且JSP是先被譯成Servlet之后才實際運行的。JSP在服務器上執(zhí)行，并將執(zhí)行結果輸出到客戶端瀏覽器，我們可以說基本上與瀏覽器無關。它是與JavaScript不同的，JavaScript是在客戶端的腳本語言，在客戶端執(zhí)行，與服務器無關。那么JSP是什么？就是Servlet。

JSP與Servlet之間的主要差異在于，JSP提供了一套簡單的標簽，和HTML融合的比較好，可以使不了解Servlet的人可以做出動態(tài)網(wǎng)頁來。對于Java語言不熟悉的人(比如像我)，會覺得JSP開發(fā)比較方便。JSP修改后可以立即看到結果，不需要手工編譯，JSP引擎會來做這些工作；而Servelt還需要編譯，重新啟動Servlet引擎等一系列動作。但是在JSP中，HTML與程序代碼混雜在一起，而Servlet卻不是這樣。也許大家比較混亂了，那么Servlet又是什么？下面我們對JSP的運行來做一個簡單的介紹，告訴大家怎樣來執(zhí)行一個JSP文件：

當Web服務器(或Servlet引擎,應用服務器)支持JSP引擎時，JSP引擎會照著JSP的語法，將JSP文件轉換成Servlet代碼源文件，接著Servlet會被編譯成Java可執(zhí)行字節(jié)碼(bytecode)，并以一般的Servlet方式載入執(zhí)行。簡單來說就是，*.jsp文件 -jasper引擎-> *.java文件 -javac編譯器-> .class (JVM運行)。

JSP語法簡單，可以方便的嵌入HTML之中，很容易加入動態(tài)的部分，方便的輸出HTML。在Servlet中輸出HTML則需要調用特定的方法，對于引號之類的字符也要做特殊的處理，加在復雜的HTML頁面中作為動態(tài)部分，比起JSP來說是比較困難的。除去了轉換和編譯階段，JSP和Servlet之間的區(qū)別實在是不大。

JSP引擎通常架構在Servlet引擎之上，本身就是一個Servlet，把JSP文件轉譯成Servlet源代碼，再調用Java編譯器，編譯成Servlet。這也是JSP在第一次調用時速度比較慢的原因，在第一次編譯之后，JSP與Servlet速度相同。下面我們來看看為什么他們在第一次編譯后再編譯的速度相同。

在整個運行過程中，JSP引擎會檢查編譯好的JSP(以Servlet形式存在)是否比原始的JSP文件還新。如果是，JSP引擎不會編譯；如果不是，表示JSP文件比較新，就會重新執(zhí)行轉譯與編譯的過程。為了有個深刻的了解，我們看一下JSP的運行和開發(fā)環(huán)境：

• 瀏覽器：常見的瀏覽器有IE和火狐等。

• 據(jù)庫：常用的數(shù)據(jù)庫有Oracle,SQL Server,Informix,DB2,Sybase,Access,MySQL等。

• 操作系統(tǒng)：常見的有Windows,Linux,以及各種Unix系統(tǒng)。

• Web服務器：常見的有IIS,Apache,Netscape Enterprise Server等。

• JSP引擎：一般JSP引擎都以Servlet引擎為基礎，并以Servlet的形式出現(xiàn)。同時，在各種免費和商業(yè)引擎的實現(xiàn)中，Servlet引擎和JSP引擎通常也是一起出現(xiàn)，我們成為Servlet/JSP引擎，或從某種成為JSP引擎。JSP引擎是可以提供JSP和Servlet運行支持并對其生存周期進行管理的系統(tǒng)級實體。

在JSP頁面第一次被請求時，JSP引擎會將JSP原始文件轉換成Servlet源代碼，然后調用Java編譯器，編譯成Servlet并在Servlet引擎中執(zhí)行。當再次有請求的時候，JSP引擎會見差異編譯好的JSP是否比原來的JSP原始文件要新。如果是，則運行Servlet；如果不是，表示文件已經(jīng)更新的了，就會從新執(zhí)行轉換和編譯的過程。

說到這里，也基本把JSP和Servlet的關系說清楚了，從我的感覺上看用JSP就可以了，簡單又方便，又可以和Bean很好的兼容使用，功能又很強大，為什么又出現(xiàn)了Servlet，它又有什么用？何況它的編寫又相對復雜。為了把問題說得更清楚一點，我想在這里說一下歷史，順便再講一下為什么還要用Servlet，Servlet的好處是什么？

簡單的說，SUN首先發(fā)展出Servlet，其功能比較強勁，體系設計也很先進。只是，它輸出HTML語句還是采用了老的CGI方式，是一句一句輸出。所以，編寫和修改HTML非常不方便。后來SUN推出了類似于ASP的嵌入式的JSP（是Servlet發(fā)展的產物），把JSP TAG嵌入到HTML語句中，這樣，就大大簡化和方便了網(wǎng)頁的設計和修改。新型的網(wǎng)絡語言如ASP，PHP，JSP都是嵌入型的SCRIPT語言。

從Web三層結構的角度看，一個Web項目最少分三層：data layer(數(shù)據(jù)層),business layer(業(yè)務層), presentation layer(展示層)。當然也可以更復雜。S用來寫business layer是很強大的，但是對于寫presentation layer就很不方便。JSP則主要是為了方便寫presentation layer而設計的。當然也可以寫business layer。寫慣了ASP，PHP，CGI的朋友，經(jīng)常會不自覺的把presentation layer和business layer混在一起。把數(shù)據(jù)庫處理信息放到JSP中，其實，它應該放在business layer中。

根據(jù)SUN自己的推薦，JSP中應該僅僅存放與presentation layer有關的內容，也就是說，只放輸出HTML網(wǎng)頁的部份。而所有的數(shù)據(jù)計算，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)庫聯(lián)結處理，統(tǒng)統(tǒng)是屬于business layer，應該放在JAVA BEANS中。通過JSP調用JAVA BEANS，實現(xiàn)兩層的整合。

實際上，微軟推出的DNA技術，簡單說，就是ASP+COM/DCOM技術。與JSP+BEANS完全類似，所有的presentation layer由ASP完成，所有的business layer由COM/DCOM完成。通過調用，實現(xiàn)整合。現(xiàn)在微軟推出的.NET也是通過這個理念，所有的presentation layer由ASP.NET完成，business layer由C#或VB.NET或VC.NET來完成。

為什么要采用這些組件技術呢？因為單純的ASP/JSP語言是非常低效率執(zhí)行的，如果出現(xiàn)大量用戶點擊，純SCRIPT語言很快就到達了他的功能上限，而組件技術就能大幅度提高功能上限，加快執(zhí)行速度。另外一方面，純SCRIPT語言將presentation layer和business layer混在一起，造成修改不方便，并且代碼不能重復利用。如果想修改一個地方，經(jīng)常會牽涉到十幾頁code，采用組件技術就只改組件就可以了。

綜上所述，Servlet是一個早期的不完善的產品，寫business layer很好，寫presentation layer就很不好，并且兩層混雜，顯得十分混亂。所以，推出JSP+BAEN，用JSP寫presentation layer，用BAEN寫business layer。SUN自己的意思也是將來用JSP替代Servlet。

看了上面的敘述，大家可能對JSP與Servlet共存有了比較好的認識。可以看到JSP和Bean結合后的的實用性，強大的表現(xiàn)功能，易用性都是Servlet所不能及的。那么是不是Servlet就被取代了？不是！在以后的發(fā)展中，它還是有著巨大的作用的。上面只不過是將了問題的一方面，下面我們來看看Servlet本身的特點。由于它是由java來寫的，所以相關的特點我們就不說了，上文已經(jīng)有了詳細的介紹，我們來看看其他的特點，Servlet是用于開發(fā)服務器端應用程序的一種編程模型，如果只是一個普通的java應用，可以不使用Servlet來編寫，但是如果想要提供基于web的服務能力，那么就必須按照這種模型來編寫，而且Servlet也必須允許在符合Servlet規(guī)范的java web server or app server之上，否則無法運行。除非你自己實現(xiàn)一個Web server，但是其復雜度是比較高的，特別是在企業(yè)級應用中，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和健壯性都要求比較高，所以Servlet的模型實際上是簡化了編寫穩(wěn)健的服務器端的應用開發(fā)過程。Servlet 可以作為提供web服務能力的一個接入方式，現(xiàn)在也許可以理解了什么是Servlet什么是JSP，它們之間的關系是怎樣的。好了，知識鋪墊我們就說到這了。我已經(jīng)盡最大的努力來說明Servlet與JSP了，畢竟我不是開發(fā)啊。想深入了解JSP與Servlet的朋友可以可以看看Java Web開發(fā)的相關書箱。下面我們來說一說JSP運行過程。

3.JSP 運程過程

一個JSP頁面有多個客戶訪問，下面是第一個客戶訪問JSP頁面時候，JSP頁面的執(zhí)行流程：

• 客戶通過瀏覽器向服務器端的JSP頁面發(fā)送請求

• JSP引擎檢查JSP文件對應的Servlet源代碼是否存在，若不存在轉向第4步，否則執(zhí)行下一步

• JSP引擎檢查JSP頁面是否需要修改，若沒修改，轉向第5步，否則執(zhí)行下一步

• JSP引擎將JSP頁面文件轉譯為Servlet源代碼（相應的 .java 代碼）

• JSP引擎將Servlet源代碼編譯為相應字節(jié)碼（ .class代碼 ）

• JSP引擎加載字節(jié)碼到內存

• 字節(jié)碼處理客戶請求，并將結果返回給客戶

在不修改JSP頁面的情況下，除了第一個客戶訪問JSP頁面需要經(jīng)過以上幾個步驟外，以后訪問該JSP頁面的客戶請求，直接發(fā)送給JSP對應的字節(jié)碼程序處理，并將處理結果返回給客戶，這種情況下，JSP頁面既不需要啟動服務器，以便重新加載修改后的JSP頁面。

四、Tomcat

1.概述

通過上面的講解大家對JSP與Servlet已經(jīng)有所理解，最起碼知道它們是做什么的，說到底它們都是程序設計語言，是幫助我們更好的編寫程序。大家都知道，不管是Servlet也好，還是JSP也好它們編寫出來的應用程序都是要運行的。在Web服務器的支持下可以執(zhí)行解析并且運行，最終能被用戶所看到并操作，這是才我們的最終目的。那能實現(xiàn)對JSP與Servlet解析并運行的Web服務器有哪些呢？（注，我們一般說能解析并運行JSP與Servlet的程序為Web服務器，可在JSP與Servlet這里我們稱為Web容器。在下面的內容中我們就說Web容器，也就是Web服務器）

2.常見的web容器

商業(yè)版：

• Sun GlassFish Enterprise Server

• Sun Java System Web Server

• JBoss Enterprise Application Platform

• WebLogic Application Server

• Caucho's Resin Server

• WebSphere Application Server

• NetWeaver

非商業(yè)版：

• Apache Tomcat

• Apache Geronimo

• GlassFish

• JBoss Application Server

• Jetty

• Tiny Java Web Server

• Eclipse Virgo

注，用的最多的不是Tomcat，我們這里主要講解tomcat。

3.Tomcat 簡介

Sun推出的JSP（Java Server Pages）是一種運行于服務器端的動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術，它基于Java技術。執(zhí)行JSP時需要在Web服務器上架設一個編譯JSP網(wǎng)頁的引擎。Tomcat服務器是Apache組織開發(fā)的一種JSP引擎同時支持Servlet，本身具有Web服務器的功能，可以作為獨立的Web服務器來使用。但是，在作為Web服務器方面，Tomcat處理靜態(tài)HTML頁面時不如Apache迅速，也沒有Apache健壯，所以我們一般將Tomcat與Apache配合使用，讓Apache對網(wǎng)站的靜態(tài)頁面請求提供服務，而Tomcat作為專用的JSP引擎，提供JSP解析，以得到更好的性能。并且Tomcat本身就是Apache的一個子項目，所以Tomcat對Apache提供了強有力的支持。對于大多數(shù)網(wǎng)站來說，Tomcat是一個很不錯的選擇。

Tomcat 在嚴格意義上并不是一個真正的應用服務器，它只是一個可以支持運行Serlvet/JSP的Web容器，不過Tomcat也擴展了一些應用服務器的功能，如JNDI，數(shù)據(jù)庫連接池，用戶事務處理等等。Tomcat 是一種具有JSP環(huán)境的Servlet容器。Servlet容器是代替用戶管理和調用 Servlet的運行時外殼。那么什么是Servlet容器呢？

Servlet容器，負責處理客戶請求。當客戶請求來到時，Servlet容器獲取請求，然后調用某個Servlet，并把Servlet的執(zhí)行結果返回給客戶。當客戶請求某個資源時，Servlet容器使SERVLETREQUEST對象把客戶的請求信息封裝起來，然后調用JAVA Servlet API中定義的Servlet的一些生命周期方法，完成Servlet的執(zhí)行，接著把Servlet執(zhí)行的要返回給客戶的結果封裝到SERVLETRESPONSE對象中，最后SERVLET容器把客戶的請求發(fā)送給客戶，完成為客戶的一次服務過程。

4.Tomcat 體系結構

Tomcat 支持Servlet 2.5和JSP 2.1的規(guī)范，它由一組嵌套的層次和組件組成，一般可分為以下四類：

• 頂級組件：位于配置層次的頂級，并且彼此間有著嚴格的對應關系（如，Server、Service）；

• 連接器：連接客戶端（可以是瀏覽器或Web服務器）請求至Servlet容器，

• 容器：包含一組其它組件，如Engine、Host、Content；

• 被嵌套的組件：位于一個容器當中，但不能包含其它組件（如，Realm（用戶賬戶數(shù)據(jù)庫）、valve（基于用戶的認證）、logger（記錄日志））；

頂級組件：

(1).服務器(server)：Tomcat的一個實例，通常一個JVM只能包含一個Tomcat實例；因此，一臺物理服務器上可以在啟動多個JVM的情況下在每一個JVM中啟動一個Tomcat實例，每個實例分屬于一個獨立的管理端口。這是一個頂級組件。

(2).服務(service)：一個服務組件通常包含一個引擎和與此引擎相關聯(lián)的一個或多個連接器。給服務命名可以方便管理員在日志文件中識別不同服務產生的日志。一個server可以包含多個service組件，但通常情下只為一個service指派一個server。

連接器類組件：

連接器(connectors)：負責連接客戶端（可以是瀏覽器或Web服務器）請求至Servlet容器內的Web應用程序，通常指的是接收客戶發(fā)來請求的位置及服務器端分配的端口。默認端口通常是HTTP協(xié)議的8080，管理員也可以根據(jù)自己的需要改變此端口。一個引擎可以配置多個連接器，但這些連接器必須使用不同的端口。默認的連接器是基于HTTP/1.1的Coyote。同時，Tomcat也支持AJP、JServ和JK2連接器。

容器類組件：

(1).引擎(Engine)：引擎通是指處理請求的Servlet引擎組件，即Catalina Servlet引擎，它檢查每一個請求的HTTP首部信息以辨別此請求應該發(fā)往哪個host或context，并將請求處理后的結果返回的相應的客戶端。嚴格意義上來說，容器不必非得通過引擎來實現(xiàn)，它也可以是只是一個容器。如果Tomcat被配置成為獨立服務器，默認引擎就是已經(jīng)定義好的引擎。而如果Tomcat被配置為Apache Web服務器的提供Servlet功能的后端，默認引擎將被忽略，因為Web服務器自身就能確定將用戶請求發(fā)往何處。一個引擎可以包含多個host組件。

(2).主機(Host)：主機組件類似于Apache中的虛擬主機，但在Tomcat中只支持基于FQDN的“虛擬主機”。一個引擎至少要包含一個主機組件。

(3).上下文(Context)：Context組件是最內層次的組件，它表示W(wǎng)eb應用程序本身。配置一個Context最主要的是指定Web應用程序的根目錄，以便Servlet容器能夠將用戶請求發(fā)往正確的位置。Context組件也可包含自定義的錯誤頁，以實現(xiàn)在用戶訪問發(fā)生錯誤時提供友好的提示信息。

被嵌套類(nested)組件：

這類組件通常包含于容器類組件中以提供具有管理功能的服務，它們不能包含其它組件，但有些卻可以由不同層次的容器各自配置。
(1).閥門(Valve)：用來攔截請求并在將其轉至目標之前進行某種處理操作，類似于Servlet規(guī)范中定義的過濾器。Valve可以定義在任何容器類的組件中。Valve常被用來記錄客戶端請求、客戶端IP地址和服務器等信息，這種處理技術通常被稱作請求轉儲(request dumping)。請求轉儲valve記錄請求客戶端請求數(shù)據(jù)包中的HTTP首部信息和cookie信息文件中，響應轉儲valve則記錄響應數(shù)據(jù)包首部信息和cookie信息至文件中。
(2).日志記錄器(Logger)：用于記錄組件內部的狀態(tài)信息，可被用于除Context之外的任何容器中。日志記錄的功能可被繼承，因此，一個引擎級別的Logger將會記錄引擎內部所有組件相關的信息，除非某內部組件定義了自己的Logger組件。
(3).領域(Realm)：用于用戶的認證和授權；在配置一個應用程序時，管理員可以為每個資源或資源組定義角色及權限，而這些訪問控制功能的生效需要通過Realm來實現(xiàn)。Realm的認證可以基于文本文件、數(shù)據(jù)庫表、LDAP服務等來實現(xiàn)。Realm的效用會遍及整個引擎或頂級容器，因此，一個容器內的所有應用程序將共享用戶資源。同時，Realm可以被其所在組件的子組件繼承，也可以被子組件中定義的Realm所覆蓋。

引擎(Engine)：引擎是指處理請求的Servlet引擎組件，即Catalina Servlet引擎，它從HTTPconnector接收請求并響應請求。它檢查每一個請求的HTTP首部信息以辨別此請求應該發(fā)往哪個host或context，并將請求處理后的結果返回的相應的客戶端。嚴格意義上來說，容器不必非得通過引擎來實現(xiàn)，它也可以是只是一個容器。如果Tomcat被配置成為獨立服務器，默認引擎就是已經(jīng)定義好的引擎。而如果Tomcat被配置為Apache Web服務器的提供Servlet功能的后端，默認引擎將被忽略，因為Web服務器自身就能確定將用戶請求發(fā)往何處。一個引擎可以包含多個host組件。

Tomcat連接器架構：基于Apache做為Tomcat前端的架構來講，Apache通過mod_jk、mod_jk2或mod_proxy模塊與后端的Tomcat進行數(shù)據(jù)交換。而對Tomcat來說，每個Web容器實例都有一個Java語言開發(fā)的連接器模塊組件，在Tomcat中，這個連接器是org.apache.catalina.Connector類。這個類的構造器可以構造兩種類別的連接器：HTTP/1.1負責響應基于HTTP/HTTPS協(xié)議的請求，AJP/1.3負責響應基于AJP的請求。但可以簡單地通過在server.xml配置文件中實現(xiàn)連接器的創(chuàng)建，但創(chuàng)建時所使用的類根據(jù)系統(tǒng)是支持APR(Apache Portable Runtime)而有所不同。APR是附加在提供了通用和標準API的操作系統(tǒng)之上一個通訊層的本地庫的集合，它能夠為使用了APR的應用程序在與Apache通信時提供較好伸縮能力時帶去平衡效用。同時，需要說明的是，mod_jk2模塊目前已經(jīng)不再被支持了，mod_jk模塊目前還apache被支持，但其項目活躍度已經(jīng)大大降低。因此，目前更常用 的方式是使用mod_proxy模塊。

如果支持APR：

• HTTP/1.1：org.apache.cotote.http11.Http11AprProtocol

• AJP/1.3：org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol

如果不支持APR：

• HTTP/1.1: org.apache.coyote.http11.Http11Protocol

• AJP/1.3: org.apache.jk.server.JkCoyoteHandler

連接器協(xié)議：

Tomcat的Web服務器連接器支持兩種協(xié)議：AJP和HTTP，它們均定義了以二進制格式在Web服務器和Tomcat之間進行數(shù)據(jù)傳輸，并提供相應的控制命令。

AJP(Apache JServ Protocol)協(xié)議：目前正在使用的AJP協(xié)議的版本是通過JK和JK2連接器提供支持的AJP13，它基于二進制的格式在Web服務器和Tomcat之間傳輸數(shù)據(jù)，而此前的版本AJP10和AJP11則使用文本格式傳輸數(shù)據(jù)。

HTTP協(xié)議：誠如其名稱所表示，其是使用HTTP或HTTPS協(xié)議在Web服務器和Tomcat之間建立通信，此時，Tomcat就是一個完全功能的HTTP服務器，它需要監(jiān)聽在某端口上以接收來自于商前服務器的請求。

5.Tomcat 工作模式

(1).獨立的Servlet容器

Tomcat 的默認工作模式，作為獨立的Servlet容器，是內置在Web服務器中的一部分，是指使用基于JAVA的Web服務器的情形。其他兩種方式是TOMCAT與其他服務器集成的方式。

(2).進程內的Servlet容器

Servlet容器作為Web服務器的插件和JAVA容器的實現(xiàn)。Web服務器的插件在內部地址空間打開一個JVM（JAVA VIRTUAL MACHINE）使JAVA容器得以在內部運行。如有某個需要調用Servlet的請求，插件將取得對此請求的控制并將它傳遞（使用JNI）給JAVA容器。進程內的容器對于多線程、單進程的服務器非常適合，并且提供了很好的運行速度，只是伸縮性有所不足。

注，JNI是JAVA NATIVE INTERFACE的縮寫，是JAVA本地調用接口，通過JNI，JAVA程序可以和其他語言編寫的本地程序進行通信。

(3).進程外的Servlet容器

Servlet容器運行于Web服務器之外的地址空間，并且作為Web服務器的插件和JVM使用IPC（如TCP/IP）進行通信。進程外容器的反應時間不如進程內的容器，但有較好的伸縮性、穩(wěn)定性等性能。

IPC INTERPROCESS COMMUNICATION（進程間通信）的簡寫，它是實現(xiàn)進程間通信的一種技術。

6.Tomcat 的組織結構

Tomcat是一個基于組件的服務器，它的構成組件都是可配置的，其中最外層的給件是CATALINA SERVLET容器，其他的組件按照一定的格式要求配置在這個頂層容器中。Tomcat的各個組件是server.xml文件中配置的，Tomcat服務器默認情況下對各種組件都有默認的實現(xiàn)，下面通過分析server.xml文件來理解Tomcat的各個組件是如何組織的。

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01.<Server>????? 頂層元素，代表一個服務器 02.<Service>? 頂層元素，是Connector的集合，只有一個Engine 03.<Connectior/>??????? 連接器類元素，代表通信接口 04.<Engine>?? 容器類元素，為特定的Service組件處理所有客戶請求，可包含多個Host 05.<Host>??? 為特定的虛擬主機處理所有客戶請求 06.<Context>???? 為特定的WEB應用處理所有客戶請求 07.</Context> 08.</Host> 09.</Engine> 10.</Service> 11.</Server>

Tomcat中真正處理客戶請求與生成響應的三個組件是Engine 、Host、 Context。為了幫助大家更好的理解Tomcat的組織結構，請看下圖：

好了，說到這里有關Tomcat的相關理論知識我們就講的差不多了，在下面的一篇博客中我們將講解Tomcat的安裝與配置。希望大家有所收^_^……

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from:?http://www.it165.net/admin/html/201309/1852.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Tomcat系列之Java技术详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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