JAVA模板技術
一、起源與現狀：
關于Template和JSP的起源還要追述到Web開發的遠古年代，那個時候的人們用CGI來開發web應用，在一個CGI程序中寫HTML標簽。
在這之后世界開始朝不同的方向發展：sun公司提供了類似于CGI的servlet解決方案，但是無論是CGI還是servlet都面對同一個問題：在程 序里寫html標簽，無論如何都不是一個明智的解決方案。于是sun公司于1999年推出了JSP技術。而在另一個世界里，以PHP和ASP為代表的 scriptlet頁面腳本技術開始廣泛應用。</p>
不過即便如此，問題并沒有結束，新的問題出現了：業務和HTML標簽的混合，這個問題不僅導致頁面結構的混亂，同時也使代碼本身難以維護。
于是來自起源于70年代后期的MVC模式被引入開發。MVC的三個角色：Model——包含除UI的數據和行為的所有數據和行為。View是表示UI中模型的顯示。任何信息的變化都由MVC中的第三個成員來處理——控制器。
在之后的應用中，出現了技術的第一次飛躍：前端的顯示邏輯和后端的業務邏輯分離，COM組件或EJB或CORBA用于處理業務邏輯，ASP、JSP以及PHP被用于前端的顯示。這個就是Web開發的Model 1階段（頁面控制器模式）。
不過這個開發模式有很多問題：
1、頁面中必須寫入Scriptlet調用組件以獲得所必需的數據。
2、處理顯示邏輯上Scriptlet代碼和HTML代碼混合交錯。
3、調試困難。JSP被編譯成servlet，頁面上的調試信息不足以定位錯誤。
這一切都是因為在Model 1中并沒有分離視圖和控制器。完全分離視圖和控制器就成了必須。這就是Model 2。它把Model 1中未解決的問題——分離對組件（業務邏輯）的調用工作，把這部分工作移植到了控制器。現在似乎完美了，不過等等，原來的控制器從頁面中分離后，頁面所需 的數據怎么獲得，誰來處理頁面顯示邏輯？兩個辦法：1. 繼續利用asp，php或者jsp等機制，不過由于它們是運行在web環境下的，他們所要顯示的數據（后端邏輯產生的結果）就需要通過控制器放入 request流中；2. 使用新手法——模板技術，使用獨立的模板技術由于脫離的了web環境，會給開發測試帶來相當的便利。至于頁面所需數據傳入一個POJO就行而不是 request對象。
模板技術最先開始于PHP的世界，出現了PHPLIB Template和FastTemplate這兩位英雄。不久模板技術就被引入到java web開發世界里。目前比較流行的模板技術有：XSTL，Velocity，JDynamiTe，Tapestry等。另外因為JSP技術畢竟是目前標 準，相當的系統還是利用JSP來完成頁面顯示邏輯部分，在Sun公司的JSTL外，各個第三方組織也紛紛推出了自己的Taglib，一個代表是 struts tablib。
二、 模板技術分析：
模板技術從本質上來講，它是一個占位符動態替換技術。一個完整的模板技術需要四個元素：0. 模板語言，1. 包含模板語言的模板文件，2. 擁有動態數據的數據對象，3. 模板引擎。以下就具體討論這四個元素。（在討論過程中，我只列舉了幾個不同特點技術，其它技術或有雷同就不重復了）
模 板語 言：
模板語言包括：變量標識和表達式語句。根據表達式的控制力不同，可以分為強控制力模板語言和弱控制力模板語言。而根據模板語言與HTML的兼容性不同， 又可以分為兼容性模板語言和非兼容性模板語言。</p>
模板語言要處理三個要點：
標量標記。把變量標識插入html的方法很多。其中一種是使用類似html的標簽；另一種是使用特殊標識，如Velocity或者JDynamiTe；第 三種是擴展html標簽，如tapestry。采用何種方式有著很多考慮，一個比較常見的考慮是“所見即所得”的要求。</p>
條件控制。這是一個很棘手的問題。一個簡單的例子是某物流陪送系統中，物品數低于一定值的要高亮顯示。不過對于一個具體復雜顯示邏輯的情況，條件控制似乎 不可避免。當你把類似于<IF condition=”$count <＝ 40”><then><span class=”highlight”>count </span></then></IF>引入，就象我們當初在ASP和PHP中所做得一樣，我們將不得不再一次面對 scriptlet嵌入網頁所遇到的問題。我相信你和我一樣并不認為這是一個好得的編寫方式。實際上并非所有的模板技術都使用條件控制，很多已有的應用如 PHP上中的以及我曾見過一個基于ASP.NET的應用，當然還有Java的JDynamiTe。這樣網頁上沒有任何邏輯，不過這樣做的代價是把高亮顯示 的選擇控制移交給編程代碼。你必需做個選擇。也許你也象我一樣既不想在網頁中使用條件控制，也不想在代碼中寫html標記，但是這個顯示邏輯是無可逃避的 （如果你不想被你的老板抄魷魚的話），一個可行的方法是用CSS，在編程代碼中決定采用哪個css樣式。特別是CSS2技術，其selector機制，可 以根據html類型甚至是element的attributes來apply不同的樣式。</p>
迭代（循環）。在網頁上顯示一個數據表單是一個很基本的要求，使用集合標簽將不可避免，不過幸運的是，它通常很簡單，而且夠用。特別值得一提的是PHP的模板技術和JDynamiTe技術利用html的注釋標簽很簡單的實現了它，又保持了“所見既所得”的特性。
下面是一些技術的比較：
Velocity
變量定義：用$標志
表達式語句：以#開始
強控制語言：變量賦值：#set $this = "Velocity"
外部引用：#include ( $1 )
條件控制：#if …. #end
非 兼容性語 言
JDynamiTe
變量定義：用{}包裝
表達式語句：寫在注釋格式（<!-- ?）中
弱控制語言
兼容語言
XSLT
變量定義：xml標簽
表達式：xsl標簽
強控制語言：外部引用：import，include
條件控制：if， choose…when…otherwise
非兼容語言
Tapestry
采用component的形式開發。
變量定義（組件定義）：在html標簽中加上jwcid
表達式語句：ognl規范
兼容語言
模板文件：
模板文件指包含了模板語言的文本文件。
模板文件由于其模板語言的兼容性導致不同結果。與HTML兼容性的模板文件只是一個資源文件，其具有良好的復用性和維護性。例如JDynamiTe的模板 文件不但可以在不同的項目中復用，甚至可以和PHP程序的模板文件互用。而如velocity的非兼容模板文件，由于其事實上是一個腳本程序，復用性和可 維護性大大降低。</p>
擁有動態數據的數據對象：
模板文件包含的是靜態內容，那么其所需的動態數據就需要另外提供。根據提供數據方式的不同可以分為3種：
Map：利用key/value來定位。這個是最常見的技術。如velocity的VelocityContext就是包含了map對象。
Example.vm：
Hello from $name in the $project project.
Example.java：
VelocityContext context = new VelocityContext();
context.put("name", "Velocity");
context.put("project", "Jakarta");
DOM：直接操作DOM數據對象，如XSLT利用XPath技術。
POJO：直接利用反射取得DTO對象，利用JavaBean機制取得數據。如Tapestry。
模板引擎：
模板引擎的工作分為三步：
1. 取得模板文件并確認其中的模板語言符合規范。
比 如velocity，確定#if有對應得#end等。Xml＋xslt的模型中，xml文件標簽是否完 等。 在完成這些工作后，模板引擎通常會把模板文件解析成一顆節點樹（包含模板文件的靜態內容節點和模板引擎所定義的特殊節點）。
2. 取得數據對象。
該數據對象一般通過程序傳遞引用實現。現有的大量框架在程序底層完成，處理方式也各自不同，有兩種技術分別為推技術和拉技術。推技 術：controller調用set方法把動態數據注入，模板引擎通過get方法獲得，典型代表：Struts；拉技術：模板引擎根據配置信息，找到與 view對應的model，調用model的get方法取得數據，典型代表：Tapestry。</p>
3. 合并模板文件（靜態內容）和數據對象（動態內容），并生成最終頁面。
合并的機制一般如下，模板引擎遍歷這顆節點樹的每一個節點，并render該節點，遇到靜態內容節點按正常輸入，遇到特殊節點就從數據對象中去得對應值，并執行其表達式語句（如果有的話）。
以下詳細說明：
Velocity
Template template = Velocity.getTemplate("test.wm");
Context context = new VelocityContext();
context.put("foo", "bar");
context.put("customer", new Customer());
template.merge(context, writer);
當調用Velocity.getTemplate 方法時，將調用ResourceManger的對應方法。
ResourceManger先查看該模板文件是否在cache中，如果沒有就去獲取，生成resource對象并調用process()方法，確定該模板是否有效，如果有效，則在內存中生成一個Node樹。
當調用template.merge()時，遍歷這顆Node樹，并調用每個Node的render方法。對于模板中的變量和對象Node，還將調用execute()方法，從context中取得value。
注：ResourceManger在runtime\resource包下，Node在runtime\parser\node包下
Tapestry
Tapestry比較麻煩，先介紹一下http請求的處理過程。
當httprequest請求到達時。該請求被ApplicationServlet捕獲，隨后ApplicationServlet通過 getEngine取到對應的Engine，通過該engine的getService拿到對應的service，調用其service方法執行http 請求。</p>
每個service通過RequestCycle對象的getPage方法取得Page對象，并將其設置為該Cycle對象的active Page。之后service調用renderResponse方法執行輸出。
renderResponse調用page的getResponseWriter(output)取得writer對象，并把它傳給cycle.renderPage(writer)方法，該方法調用page的renderPage方法。
Page 執行renderPage時，首先判斷是否有listener的請求，如果有則處理listener請求；然后調用 BaseComponentTemplateLoader的process方法把模板文件載入并形成一個component節點樹，依次執行節點的 renderComponent方法。
每個component對象將通過ongl的機制取得對象屬性。并把該值寫入輸入流。
例如：insert component
protected void renderComponent(IMarkupWriter writer, IRequestCycle cycle) {
if (cycle.isRewinding())
return;
Object value = getValue();
if (value == null)
return;
String insert = null;
Format format = getFormat();
if (format == null) {
insert = value.toString();
}
else{
try{
insert = format.format(value);
}
catch (Exception ex) {
throw new ApplicationRuntimeException(
Tapestry.format("Insert.unable-to-format",value),this, getFormatBinding().getLocation(), ex);
}
}
String styleClass = getStyleClass();
if (styleClass != null) {
writer.begin("span");
writer.attribute("class", styleClass);
renderInformalParameters(writer, cycle);
}
if (getRaw())
writer.printRaw(insert);
else
writer.print(insert);
if (styleClass != null)
writer.end(); // <span>
}
getValue為取得insert的value屬性。
三、JSP技術分析
1. JSP技術：
JSP，一個偽裝后的servlet。web server會對任何一個jsp都生成一個對應jsp類，打開這個類，就會發現，jsp提供的是一個代碼生成機制，把jsp文件中所有的 scriptlet原封不動的copy的到生成的jsp類中，同時調用println把所有的html標簽輸出。
Test.jsp：
<html>
<head><title>jsp test</title></head>
<body>
<table width="226" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0">
<tr><td><font face="Arial" size="2" color="#000066">
<b class="headlinebold">The jsp test file</b>
</tr></td> </font>
</table>
<body>
</html>
Test_jsp.java:
package org.apache.jsp;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.jsp.*;
import org.apache.jasper.runtime.*;
public class Test _jsp extends HttpJspBase {
private static java.util.Vector _jspx_includes;
public java.util.List getIncludes() {
return _jspx_includes;
}
public void _jspService(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws java.io.IOException, ServletException {
JspFactory _jspxFactory = null;
javax.servlet.jsp.PageContext pageContext = null;
HttpSession session = null;
ServletContext application = null;
ServletConfig config = null;
JspWriter out = null;
Object page = this;
JspWriter _jspx_out = null;
try {
_jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory();
response.setContentType("text/html;charset=ISO-8859-1");
pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response, null, true, 8192, true);
application = pageContext.getServletContext();
config = pageContext.getServletConfig();
session = pageContext.getSession();
out = pageContext.getOut();
_jspx_out = out;
out.write("<html>\r\n");
out.write("<head><title>jsp test</title></head> \r\n");out.write("<body>\r\n");
out.write("<table width=\"226\" border=\"0\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\">\r\n ");
out.write("<tr><td><font face=\"Arial \" size=\"2\" color=\"#000066\"> \r\n\t ");
out.write("<b class=\"headlinebold\">The jsp test file");
out.write("</b>\r\n\t ");
out.write("</tr></td></font>\r\n\t ");
out.write("</table>\r\n");
out.write("<body>\r\n");
out.write("</html>");
} catch (Throwable t) {
out = _jspx_out;
if (out != null && out.getBufferSize() != 0)
out.clearBuffer();
if (pageContext != null) pageContext.handlePageException(t);
} finally {
if (_jspxFactory != null) _jspxFactory.releasePageContext(pageContext);
}
}
}
2. Taglib技術：
Taglib作為jsp之上的輔助技術，其工作本質依托與jsp技術，也是自定義標簽翻譯成java代碼，不過這次和jsp略有不同，它還要經過幾個過程。
先來看一下，實現一個tag的2個要點：
1. 提供屬性的set方法，此后這個屬性就可以在jsp頁面設置。以jstl標簽為例 c:out value=""/，這個value就是jsp數據到tag之間的入口。所以tag里面必須有一個setValue方法，具體的屬性可以不叫value。 例如setValue(String data){this.data = data;}。這個“value”的名稱是在tld里定義的。取什么名字都可以，只需tag里提供相應的set方法即可。
2. 處理 doStartTag 或 doEndTag 。這兩個方法是 TagSupport提供的。 還是以c:out value=""/為例，當jsp解析這個標簽的時候，在“<”處觸發 doStartTag 事件，在“>”時觸發 doEndTag 事件。通常在 doStartTag 里進行邏輯操作，在 doEndTag 里控制輸出。
在處理tag的時候：
0. 從tagPool中取得對應tag。
? 為該tag設置頁面上下文。
? 為該tag設置其父tag，如果沒有就為null。
? 調用setter方法傳入標簽屬性值tag，如果該標簽沒有屬性，此步跳過。
? 調用doStartTag方法，取的返回值。
如果該標簽有body，根據doStartTag返回值確定是否pop該標簽內容。如果要pop其body，則：setBodyContent()，在之后，doInitBody()。如果該標簽沒有body，此步跳過。
? 調用doEndTag()以確定是否跳過頁面剩下部分。
? 最后把tag類返還給tagPool。
tag類為：
package my.customtags;
import javax.servlet.jsp.JspWriter;
import javax.servlet.jsp.PageContext;
import javax.servlet.jsp.tagext.TagSupport;
public class Hidden extends TagSupport{
String name;
public Hidden(){ name = ""; }
public void setName(String name){ this.name = name; }
public void release(){ value = null; }
public int doStartTag(){ return EVAL_BODY_INCLUDE；}
public int doEndTag() throws JspTagException{
try{ pageContext.getOut().write(", you are welcome"); }
catch(IOException ex){ throw new JspTagException("Error!"); }
return EVAL_PAGE;
}
}
Jsp頁面：
<my:hidden name="testname"/>
生成的jsp代碼：
my.customtags.Hidden _jspx_th_my_hidden_11 = (my.customtags.Hidden) _jspx_tagPool_my_hidden_name.get(my.customtags.Hidden.class);
_jspx_th_my_hidden_11.setPageContext(pageContext);
_jspx_th_my_hidden_11.setParent(null);
_jspx_th_my_hidden_11.setName("testname");
int _jspx_eval_my_hidden_11 = _jspx_th_my_hidden_11.doStartTag();
if (_jspx_th_my_hidden_11.doEndTag() == javax.servlet.jsp.tagext.Tag.SKIP_PAGE)
return true;
_jspx_tagPool_my_hidden_name.reuse(_jspx_th_my_hidden_11);
return false;
Taglib技術提供兩個機制，Body和non-如果該標簽有body，根據doStartTag返回值確定是否pop該標簽內容。如果要pop其body，則：setBodyContent()，在之后，doInitBody()。如果該標簽沒有body，此步跳過。
? 調用doEndTag()以確定是否跳過頁面剩下部分。
? 最后把tag類返還給tagPool。
tag類為：
package my.customtags;
import javax.servlet.jsp.JspWriter;
import javax.servlet.jsp.PageContext;
import javax.servlet.jsp.tagext.TagSupport;
public class Hidden extends TagSupport{
String name;
public Hidden(){ name = ""; }
public void setName(String name){ this.name = name; }
public void release(){ value = null; }
public int doStartTag(){ return EVAL_BODY_INCLUDE；}
public int doEndTag() throws JspTagException{
try{ pageContext.getOut().write(", you are welcome"); }
catch(IOException ex){ throw new JspTagException("Error!"); }
return EVAL_PAGE;
}
}
Jsp頁面：
<my:hidden name="testname"/>
生成的jsp代碼：
my.customtags.Hidden _jspx_th_my_hidden_11 = (my.customtags.Hidden) _jspx_tagPool_my_hidden_name.get(my.customtags.Hidden.class);
_jspx_th_my_hidden_11.setPageContext(pageContext);
_jspx_th_my_hidden_11.setParent(null);
_jspx_th_my_hidden_11.setName("testname");
int _jspx_eval_my_hidden_11 = _jspx_th_my_hidden_11.doStartTag();
if (_jspx_th_my_hidden_11.doEndTag() == javax.servlet.jsp.tagext.Tag.SKIP_PAGE)
return true;
_jspx_tagPool_my_hidden_name.reuse(_jspx_th_my_hidden_11);
return false;
Taglib技術提供兩個機制，Body和non-Body導致了taglib的出現了兩個分支：Display Tag和Control Tag， 前者在java code中嵌入了html標簽，相當與一個web component，而后者則是另一種模板腳本。
四、兩種技術方案的比較：
1. 技術學習難易度
模板技術。使用模板技術，第一點就是必須學習模板語言，尤其是強控制的模板語言。于是模板語言本身的友好性變的尤為重要。以下依據友好性，表現力以及復用性三點為主基點比較了一下幾種模板技術。
Velocity：
Turbine項目（http://jakarta.apache.org/Turbine）采用了velocity技術。
1. 友好性不夠。理由： 強控制類型，出現頁面顯示控制代碼和html混合。與Html的不兼容，無法所見即所得。遇到大的HTML頁面，從一個 “#if”找到對應的 “#end”也是很痛苦的一件事情。
2. 表現力強。理由：強控制語言。
3. 復用性弱。理由：模板腳本和頁面代碼混合。
XSLT
Cocoon項目（http://cocoon.apache.org/）采用XML + XSLT的方法。CSDN社區也是采用此方案。
1. 內容和顯示風格分離，這點XSLT做的最好。
2. 速度慢。理由：XSLT的使用XPath，由于是要解析DOM樹，當XML文件大時，速度很慢。
3. 友好性不夠。理由：由于沒有HTML文件，根本看不到頁面結構、顯示風格和內容。XSL語法比較難以掌握，由于沒有“所見即所得”編輯工具，學習成本高。
4. 表現力強。理由：強控制語言。
5. 復用性弱。理由：xsl標簽和html標簽混合。
JDynamiTe
1. 表現力中等。理由：弱控制語言。
2. 友好性強。理由：所見即所得的效果。在模板件中的ignore block在編輯條件下可展示頁面效果，而在運行中不會被輸出。
3.
復用性強。理由：利用html標 簽。 Tapestry</p>
1. 友好性中等。理由：整個Tapestry頁面文件都是HTML元素。但是由于component會重寫html標簽，其顯示的樣子是否正確，將不預測。
2. 表現力強。理由：強控制語言。
3. 復用性強。理由：擴展了HTML元素的定義。
在 JSP中大量的使用TagLib，能夠使得JSP的頁面結構良好，更符合XML格式，而且能夠重用一些頁面元素。但TagLib的編譯之后的代碼龐大而雜 亂。TabLib很不靈活，能完成的事情很有限。TabLib代碼本身的可重用性受到TagSupport定義的限制，不是很好。 另外是，我不得不承認的一件事是，TagLib的編寫本身不是一件愉快的事情，事實我個人很反對這種開發方式。
2. 技術使用難易度
模板技術：模板技術本身脫離了Web環境，可以在不啟動Web server得情況下進行開發和測試，一旦出錯詳細的信息易于錯誤的定位。由于模板引擎的控制，頁面中將只處理顯示邏輯（盡管其可能很復雜）
JSP 技術：工作在Web環境下，開發測試一定要運行web server。此外，一些TagLib能夠產生新的標簽，頁面的最終布局也必須在web環境下才可以確定。測試時出錯信息不明確，特別是TagLib得存 在，極不容易定位。由于其本質是程序，很容易在其中寫入業務邏輯，甚至于數據庫連接代碼，造成解耦的不徹底。
3. 總結
模板技術更加專注于頁面的顯示邏輯，有效幫助開發人員分離視圖和控制器。在學習，開發和測試都更加容易。
JSP技術本身是一個早期的技術，本身并沒有提出足夠的方式來分離視圖和控制器。相反，我認為其本身是鼓勵開發人員不做解耦，因為在JSP代碼中插入業務邏輯是如此的容易。