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JSP 架構與執行流程

編輯：JSP 入門

JSP 架構與執行流程

JSP 運行需要支援 Servlet/JSP 規格的 Web 容器 (如 Tomcat、Jetty、WildFly)。理解架構與請求流程有助於效能調優、除錯與架構決策。

核心組件

組件	角色	代表實作
Web Server	處理靜態資源、SSL 終結、負載平衡、反向代理	Nginx, Apache HTTPD, IIS
Servlet Container (JSP Engine)	管理 Servlet/JSP 生命週期、請求分派、會話、安全	Tomcat, Jetty, Undertow
JSP Translator/Compiler	將 .jsp 翻譯為 .java 再編譯為 .class	Jasper (Tomcat), JspC
Class Loader	載入 JSP 生成的 Servlet 類別、應用類別、庫	WebappClassLoader
Session Manager	建立/儲存/復原 HttpSession (記憶體/檔案/資料庫/Redis)	StandardManager, PersistentManager

JSP 請求處理完整流程 (7 步驟)

瀏覽器發送 HTTP 請求：GET /app/page.jsp HTTP/1.1
Web Server 接收：靜態資源直接回應；動態請求 (如 *.jsp) 轉發給 Servlet Container (AJP/HTTP)
Container 映射 Servlet：JspServlet (內建) 處理 *.jsp 路徑
檢查/執行翻譯編譯：
- 對應 .class 存在且 .jsp 未修改 → 直接載入
- 否則：解析 JSP → 生成 Java → 編譯 → 載入類別
建立/取得 Servlet 實例：單例模式，首次建立呼叫 jspInit()
建立隱含物件並呼叫 _jspService(req, resp)：
- PageContext、request、response、session、application、config、out、page、exception
- 執行模板文字輸出、Scriptlet、Expression、動作元素
回應提交給客戶端：Container 將回應標頭、主體透過 Web Server 送回瀏覽器

流程圖 (文字版)

[Browser] 
   │ HTTP Request
   ▼
[Web Server: Nginx/Apache] ──靜態資源──► [Browser]
   │ 動態請求 (*.jsp)
   ▼ (Proxy Pass / AJP)
[Tomcat: Coyote Connector] 
   │
   ▼
[Mapper: JspServlet (/*.jsp)]
   │
   ▼
[JSP Compiler: Jasper] ──首次/修改──► [.jsp] → [.java] → [.class]
   │                              已編譯/未修改 ──► [Class Loader]
   ▼
[JSP Servlet Instance] (Singleton)
   │
   ├── jspInit() (首次)
   │
   ▼
[_jspService(req, resp)] ◄─── 每次請求
   │
   ├── PageContext, Request, Response, Session, Application, Out, ...
   │
   ▼
[Template Text + Scriptlet + Expression + Actions] → out.write/print
   │
   ▼
[Response Committed] → Coyote → Web Server → Browser

關鍵效能點

環節	優化方向
靜態資源	Nginx 直接服務，啟用快取、GZIP、HTTP/2
JSP 編譯	生產環境預編譯 (`jspc`)，關閉開發模式 (`development=false`)
Session 儲存	高併發改用 Redis (Spring Session)，避免記憶體/檔案瓶頸
資料庫連線	連線池 (HikariCP)，JNDI DataSource
模板渲染	複雜頁面改用 Thymeleaf/FreeMarker，或前後端分離 (REST + Vue/React)
類別載入	避免熱部署類別洩漏，生產環境完整重啟

Tomcat 目錄結構與 JSP 相關

tomcat/
├─ bin/              啟動/關閉腳本
├─ conf/
│  ├─ server.xml     連接器、引擎、主機、Context 設定
│  ├─ web.xml        全域 Servlet 映射 (含 JspServlet)
│  └─ context.xml    全域 Context 參數
├─ lib/              共享庫 (servlet-api, jsp-api, jdbc drivers)
├─ webapps/          應用部署目錄
│  └─ ROOT/          預設應用
│     ├─ WEB-INF/
│     │  ├─ web.xml       應用部署描述
│     │  ├─ classes/      應用類別
│     │  ├─ lib/          應用專用 JAR
│     │  └─ *.tld         標籤庫描述
│     ├─ *.jsp            JSP 頁面
│     └─ static/          靜態資源
├─ work/
│  └─ Catalina/localhost/_/org/apache/jsp/  JSP 編譯產生的 .java/.class
└─ logs/             存取日誌、催化日誌

部署模式

模式	說明	優點	缺點
獨立 Tomcat	單一 JVM 運行 Container + App	簡單、資源共享	單點故障、擴展受限
Nginx + Tomcat 叢集	Nginx 負載平衡分發至多 Tomcat	高可用、水平擴展	Session 需外部化 (Redis)
Docker/K8s 容器化	映像打包 App + Tomcat，K8s 編排	彈性擴縮、滾動更新、隔離	運維複雜度較高
前後端分離	JSP 退役，改 REST API + 前端框架	關注點分離、體驗佳、技術棧靈活	SEO 需 SSR、雙端開發成本

常見問題與診斷

修改 JSP 不生效：檢查 work 目錄是否殘留舊編譯檔、Tomcat development 參數、瀏覽器/Proxy 快取
中文亂碼：URIEncoding="UTF-8"、pageEncoding、request.setCharacterEncoding、資料庫連線編碼
類別衝突：WEB-INF/lib 版本與 tomcat/lib 衝突 (如 servlet-api, jstl)
記憶體洩漏：ThreadLocal 未清理、JDBC 驅動未註銷、靜態集合持有請求物件 → 使用 Matthews / VisualVM 分析
JSP 編譯錯誤：查看 work/.../org/apache/jsp/ 下生成的 .java 定位行號