3.2.1 JSP的预处理

JSP的预处理的作用是判断请求的JSP文件是否已经编译成了Servlet且该Servlet是否是一个有效的Servlet。如果是第一次请求该JSP，则请求JSP解析器对JSP进行解析；如果该JSP曾经被解析过，按照如下规则决定是否需要对该JSP进行重新解析和编译：

1.JSP源代码改变时，重新解析和编译页面；

2.JSP页面中包含的其它页面的源代码改变时，重新解析和编译页面；

3.内存中代表该JSP的Servlet对象不存在时，重新解析和编译页面；

4.原来生成的Servlet类不再存在时，重新解析和编译页面；

5.除去以上四种情况，不再重新解析和编译页面。

对JSP的进行预处理对于提高服务器的响应性能具有重要意义。因为如果一个JSP从未改变，如果每次请求该JSP时，JSP引擎均重新解析和编译该JSP，不仅浪费系统资源，而且延长了对客户端的响应时间。

3.2.2解析JSP

JSP文件的解析是JSP引擎工作的核心。一个JSP页面由静态数据和动态数据组成，动态数据已经是Java代码，所以它们不必修改就可以使用，动态数据被顺序放进生成的Servlet的_jspService方法中。静态数据嵌入到_jspService方法中的javax.servlet.jsp.JspWriter实例的write方法中。

解析JSP的过程实际上就是对JSP源代码解析后，按照JSP规范组合成一个Servlet源文件的过程。

JSP引擎使用JspReader、JspParser、ServletWriter等几个类来实现对JSP文件的解析。

class JspReader{

int read();

void unread(int c);

void setLineNumber(int lineNumber);

int getLineNumber();

}

JspReader是对java.io包中的PushbackReader和LineNumberReader的封装，具有读出(read)或回退(unread)单个字符和字符数组以及定位当前JSP文件行数的功能。

class JspParser{

Document parse();

Node addTag();

Node addIncludeDirective();

Node addScriptlet();

Node addExpression();

Node addText();

}

JspParser预先定义一组JSP的标准标签，并调用JspReader来读取JSP文件内容，根据JSP的标准标签，将读出的文件内容封装成一个XML Document对象。

class ServletWriter{

void writePageBegin();

void writeDeclaration();

void writeJspServiceBegin();

void writeImplicitObjects();

void writeMainSection();

void writeJspServiceEnd();

void writePageEnd();

}

ServletWriter根据生成的XML Document对象并结合JSP规范生成一个Servlet源文件。

3.2.3编译JSP

生成的Servlet只有编译成Java类才能够被Servlet容器所调用。我们使用优秀的开源程序ant来完成生成的Servlet类的编译。JSP引擎通过该JSP文件所在的应用程序上下文获取当前的类装载器，类装载器为ant初始化编译所需的类路径，调用ant进行编译。如果编译失败，JSP引擎直接向客户端返回错误信息，否则，使用类装载器将编译后的Servlet类装载进内存并实例化，交给Servlet容器进行处理。编译器可供用户选择，当前我们提供javac和jikes两种编译器来编译JSP。

3.2.4 JSP的生命周期

一个将JSP文件编译后的Servlet类包括6个主要的方法：init、destroy、service、jspInit、jspDestroy、_jspService。前三个方法继承自HttpServlet，后三个方法继承自HttpJspPage。后三个方法由JSP引擎在解析JSP文件的过程中自动生成，并对Servlet容器透明，它们是生成的Servlet类的核心。基本关系是init调用jspInit，destroy调用jspDestroy，service调用_jspService，因此Servlet容器通过init、destroy、service即可完成对由JSP生成的Servlet的调用。

JSP页面第一次被请求时，JSP引擎按照前面所述三个步骤创建JSP页面代表的Servlet实例，Servlet容器调用该实例的init方法从而间接地调用jspInit，jspInit方法只被运行一次，Servlet容器保证在任何请求被处理前处理完jspInit。与jspInit类似，jspDestroy也只在Servlet从JVM卸载时由Servlet容器通过destroy方法调用。Servlet容器调用_jspService方法处理请求并对客户端做出回复。JSP引擎只在第一次请求某JSP页面时创建一个Servlet，以后的请求只是重用第一个请求所创建的Servlet。

3.3 Servlet容器

Servlet容器是DM WAS的核心部分，它基于HTTP协议并提供请求和响应等网络服务。Servlet容器主要通过Servlet的生命周期来管理Servlet，包括初始化、执行和销毁Servlet。

3.3.1请求和响应

客户端和服务器之间的交互过程实质上就是一个请求和响应的过程。Servlet容器封装了这一过程的细节，以一个DMRequest对象代表客户端的一个请求，以一个DMResponse对象代表对客户端的一个响应。DMRequest和DMResponse分别实现了HttpServletRequest和HttpServletResponse接口。

DMRequest封装了Socket的输入流，负责读取并存储HTTP请求头和消息体，同时提供标准接口供应用程序访问和修改这些头信息。

DMResponse封装了Socket的输出流，它通过向HTTP响应头和消息体中写入被请求的内容而对客户端做出响应。DMResponse内部维持一个字节缓冲区，用于缓存输出的内容。一旦缓冲区已满，容器就将缓冲区中的内容发送到客户端，并将缓冲区清空。DMResponse默认的缓冲区大小为1024字节，应用程序可根据需要进行调整，但必须调整适当。缓冲区大，则向客户端做出响应的间隔时间长，减少服务器的负担；缓冲区小，则客户端获得响应的速度快，但增加了服务器内存的消耗。应用程序也可以通过flushBuffer方法强制服务器将缓冲区中的内容输出到客户端。

与DMRequest类似，DMResponse也提供一些标准接口供应用程序在响应完成前对HTTP头信息进行访问和修改，以满足应用程序定制响应的需求。

DMRequest和DMResponse对象是服务器通过被请求的Servlet的service方法暴漏给应用程序的。它们的生命周期只存在于此次service方法的执行过程中。

3.3.2应用程序上下文

每一个应用程序隶属于一个应用程序上下文，Servlet容器按照应用程序上下文对应用程序进行管理。DM Servlet容器遵从Servlet的生命周期规律来实现。Servlet的生命周期由DMServletContext来管理。一个DMServletContext实例代表一个应用程序上下文，在服务器中部署了多少应用程序，则容器中就存在多少DMServletContext实例。DMServletContext实例化是在服务器启动时由上下文管理器(ContextManager)来实现的。上下文管理器在服务器启动时负责装载所有部署在服务器中的应用程序。它实例化所有上下文，以及启动特定于每个上下文的服务，如创建上下文的Web类装载器、调用XML组件解析Web描述符、创建上下文的安全域、绑定对应于该上下文的命名服务。当一个应用程序上下文实例化且相关服务启动后，它就可以服务于对部署在其中的Servlet的请求。

按照Servlet规范，一个Servlet具有一定的生命周期，这个生命周期由javax.servlet.Servlet接口的init，service和destroy方法表达。Servlet只需被服务器加载一次并且常驻内存。DM Servlet容器按照Servlet的生命周期来管理容器中的Servlet。

容器维持一个Servlet缓冲池。当客户端向服务器请求某个Servlet服务时，容器首先在Servlet缓冲池中查找是否有所请求的Servlet实例，如果有，直接取出并调用该Servlet的service方法服务于客户端；如果没有，表明该Servlet是被第一次请求，容器调用当前上下文的Web类装载器将请求的Servlet类装载进内存并实例化。Servlet加载并实例化后，容器对该Servlet进行初始化。初始化的过程主要是读取Servlet的配置信息、系统资源（例如JDBC连接）以及其它仅仅需要执行一次的任务。通过调用它的init方法并给它传递唯一的一个DMServletConfig对象完成这个过程。DMServletConfig实现了ServletConfig接口，它封装了Servlet的一些初始化参数。DMServletConfig对象同时给Servlet提供了访问实现了ServletContext接口的DMServletContext对象的方法，从而使得该Servlet能够访问ServletContext定义的一切公共接口。init方法在Servlet生命周期过程中仅被调用一次。在初始化期间，Servlet实例可能通过抛出UnavailableException或者ServletException异常表明它不能进行有效服务。如果一个Servlet抛出一个这样的异常，它将不会被置入有效服务并且容器立即将其释放并向客户端返回错误。如果Servlet初始化正常，容器将该Servlet放入缓冲池，同时将DMRequest和DMResponse对象传给Servlet的service方法并执行。同样，如果在执行过程中发生异常，容器直接向客户端返回错误。

在Servlet的执行过程中，需要注意一个多线程和持久性的问题。因为Servlet只被创建一次，然后作为不变的实例一直运行，所以在Servlet中可以创建持久的变量和对象。同一Servlet的所有线程共享这些持久的变量和对象。这样就会带来一个问题—线程竞赛。发生线程竞赛的情况是：一个线程正准备私用数据，而第二个线程在第一个线程使用完数据前修改了此数据。

Servlet API提供了SingleThreadModel接口解决了这个问题。开发者如果想防止线程竞赛问题，他可以将其编写的Servlet实现SingleThreadModel接口。容器保证在调用实现了SingleThreadModel接口的Servlet的service方法时只会让一个线程执行并且一次性执行完，其它相同请求的线程只能等待。

Servlet规范没有规定容器要将一个加载的Servlet保存多长时间，显然将一个初始化的Servlet永久保存在缓冲池中是不可取的。DM Servlet容器会按照最近最少使用算法(Least Recently Used,LRU)定期清理Servlet缓冲池中的Servlet，对于很久未使用的Servlet，容器调用它的destroy方法并将其移除以便它能够被垃圾回收。

Servlet缓冲池LRUCache按如下算法实现。

1.用一个缓冲对象CacheObject对Servlet实例进行包装，CacheObject由两

个变量组成，一个是代表Servlet实例的对象变量，一个是代表每次访问该Servlet实例的时间变量。

2.LRUCache的主要方法是put方法和get方法，其内部用一个哈希表和一个有向链表实现缓冲，用一个后台守护线程定期清理最近很久未使用的Servlet对象。

哈希表存储Servlet实例的类名和将该Servlet实例进行包装的CacheObject的名—值对，有向链表存储Servlet实例的类名。具体实现见算法3.1、算法3.2以及算法3.3。

3.3.3 Servlet过滤器

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