JavaWeb从0开始学（一）-----搭建第一个Web应用程序与JSP工作原理

以往学习的时候大多是看完书或者看完视频，动手实践一下就OK了。然而过了一段时间我发现东西都忘差不多了，需要复习才能重新掌握。现在开始学习JavaWeb了，我将在这里记录自己的学习的一点一滴，不仅便于自己以后回顾知识点，也希望能对JavaWeb初学者有所帮助。文章的大部内容是我对李刚老师的《轻量级JavaEE企业应用实战》一书的学习总结，并非个人原创。本系列文章为Java新手的学习总结，大神请自动路过。

JSP/Servlet是Java EE规范的两个基础成员，也是Java EE开发的基础知识，同时也是Java Web开发的重点知识。JSP与Servlet的本质相同，JSP最终必须编译成Servlet才能运行。JSP的特点就是在HTML代码中嵌入Java代码或者使用各种JSP标签，动态的提供页面内容。

（一）创建第一个Web应用

在开始学习之前首先需要搭建Tomcat服务器，关于服务器的搭建请自行百度。我选择的集成开发环境是Idea。下面我将手动建立一个Web应用:

在任一目录下新建名为myFirstWebApp的文件夹
在myFirstWebApp文件夹内新建一个名为WEB-INF的文件夹（注意区分大小写）
在WEB-INF文件夹下新建一个名为class和一个名为lib的文件夹
打开Tomcat的webapps文件夹,将任一示例的Web应用的WEB-INF下的web.xml文件复制到WEB-INF目录下

将该文件根元素<web-app></web-app>内的其他节点全部删除，修改后的XML文件如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
     xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"
     version="3.1">
</web-app>

在myFirstWebApp目录下新建一个index.jsp文件，注意是jsp格式，使用记事本打开该文件添加以下内容：

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
  <head>
<title>我的第一个Web应用</title>
  </head>
  <body>
    Hello,my first WebApp!
  </body>
</html>

至此，我们就构建完成了一个基本的Web应用。myFirstWebApp是Web项目对应文件夹的名字。classes与lib文件夹的作用一致，都是用于保存Web应用所需要的Java类文件，其中classes文件夹用于保存单个的.calss文件，lib文件夹用于保存打包的JAR文件。web-xml文件被称为配置描述符，它的作用将在下面作详细介绍。index.jsp是Web项目在有多个JSP页面时首先访问的页面，它其实就是一个静态页面，我们可以通过浏览器访问它。

下面我们将在Tomcat服务器上部署这个这个应用：

将该Web应用复制到Tomcat的webapps路径下，这样Web应用就可以自动部署到Tomcat服务器中。
启动Tomcat，对于Windows平台，只需要双击Tomcat安装路径下bin目录中的startup.bat文件即可启动Tomcat。
使用浏览器访问http://localhost:8080/myFirstWebApp/index.jsp。

你会看到刚才那个HTML代码被浏览器渲染了

至此我们就成功把Web应用部署到Tomcat上了。

（二）配置描述符web.xml

web.xml文件对于整个项目十分重要。在servlet2.5之前，每个Java Web应用必须包含一个web.xml文件且必须是在WEB-INF目录下。但是从servlet3.0开始，此文件夹不再是必须的，但是为了同一性，通常我们还是保留这个文件。web.xml有很多配置管理作用，以后会逐步学到。

web.xml文件的根元素是<web-app.../>，在Servlet3.0中新增了metadata-complete属性：该属性接受true和false两个值，为true时，该Web应用将不会加载注解配置的Web组件（Servlet、Filter、Listener）。

在web.xml文件中配置首页使用welcome-file-list元素,该元素包含多个welcome-file子元素，每个元素匹配一个首页。

<welcome-file-list>
    <welcome-file>index.html</welcome-file>
    <welcome-file>index.htm</welcome-file>
    <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
</welcome-file-list>

依次匹配每个页面，不存在就使用下一个，以此类推。

其实每个Web容器都会提供一个系统的web.xml文件，用于描述所有Web应用共同的配置属性。在Tomcat中，web.xml文件放在了conf路径下。

（三）JSP的基本原理

JSP的本质就是Servlet。当用户向指定的Servlet发送请求时，Servlet利用输出流动态的生成HTML页面。其实，在每次的输出流中存在大量的静态文本，这些都极大的拖累了Servlet的开发效率。随着JSP的出现，JavaWeb的开发效率大大提高：JSP通过在HTML代码中嵌套java代码，从而使静态的部分不再需要Java程序控制，Java只控制那些需要从数据库读取或者需要动态生成的内容页面。

所以，一个JSP页面内容一般由静态和动态两个部分组成。静态的部分就是一般的HTML代码，动态的就是<% %>包裹的Java代码，看起来JSP页面与Java类没有任何关系，其实JSP的本质依然是Servlet（一个特殊的类）。JSP页面由系统编译成Servlet，由Servlet响应用户的请求。由此可见，每个JSP页面就是一个Servlet实例，是Servlet的简化，因为每个页面都会被Servlet容器生成对应的Servlet类。

JSP页面的基本工作原理如下：

首先由客户端发起请求，JSP服务器判断被请求的页面是否是第一次收到请求，如果是，则先编译JSP文件，生成对应的Servlet来响应请求，返回标准的HTML页面。如果不是，那么表示该JSP页面已有对应的Servlet，则会根据请求动态的生成HTML代码返回给客户端。

下面深入学习一下JSP的运行原理：

一个JSP运行体系至少包括Web服务器、JSP引擎和JVM三个部分，其运行过程如下图所示：

用户从客户端向Web服务器发送请求时，服务器端首先判断该请求是否包含JSP内容，如果只是请求HTML页面，则直接把结果返回给客户端，完成服务器端的响应工作。如果请求还包含JSP内容，那么先传递给JSP/Servlet引擎，该引擎解释请求页面中的JSP标记和脚本，把源代码转换为以".java"为后缀的Servlet代码，并且传送给JVM;JVM把这些Servlet代码编译成以".class"为后缀的可执行字节码文件，并且存放在服务器上，接着执行字节码，然后把结果传送给JSP引擎，JSP引擎再把结果传递给Web服务器，最后Web服务器把结果以HTML页面的形式传送给客户端，完成服务器端的响应工作。

当后继请求相同的JSP页面时，JSP容器加载之前生成的Servlet类，并且通知JVM去执行已经存在的字节码，从而省去了转换的过程，这也是第一次执行JSP页面时间较长的原因。在JSP执行期间，JSP容器会检查JSP文件，看是否有更新，如果有更新，JSP容器会再次编译JSP或Servlet。

现在我们学会了如何建立一个web项目和了解了JSP的基本工作原理，接下来我们将学习JSP的基本语法和编译指令。