利用緩沖技術提高JSP程式的性能和穩定性

一、概述 

在Web應用中，有些報表的生成可能需要資料庫花很長時間才能計算出來；有的網站提供天氣資訊，它需要通路遠端伺服器進行SOAP調用才能得到溫度資訊。所有這一切都屬于複雜資訊的例子。在Web頁面中加入過多的複雜資訊可能導緻Web伺服器、資料庫伺服器負荷過重。jsp代碼塊緩沖為開發者帶來了随意地增加各種複雜資訊的自由。 

JSP能夠在标記庫内封裝和運作複雜的java代碼，它使得JSP頁面檔案更容易維護，使得非專業開發人員使用JSP頁面檔案更加友善。現在已經有許多标記庫，它們或者是商業産品，或者是源代碼開放産品。但這些産品中的大多數都隻是用标記庫的形式實作原本可以用一個簡單的Java Scriptlet實作的功能，很少有産品以某種創造性的方式使用定制标記，提供在出現JSP定制标記庫之前幾乎不可能實作的用法。 

OSCache标記庫由OpenSymphony設計，它是一種開創性的JSP定制标記應用，提供了在現有JSP頁面之内實作快速記憶體緩沖的功能。雖然已經有一些供應商在提供各種形式的緩存産品，但是，它們都屬于面向特定供應商的産品。OSCache能夠在任何JSP 1.1相容的伺服器上運作，它不僅能夠為所有使用者緩沖現有JSP代碼塊，而且能夠以使用者為機關進行緩沖。OSCache還包含一些提高可伸縮性的進階特性，比如：緩沖到磁盤，可程式設計的緩沖重新整理，異常控制，等等。另外，正如OpenSymphony的其他産品，OSCache的代碼也在一個開放源代碼許可協定之下免費發行。 

本文以一個假想的拍賣網站設計過程為例，介紹OSCache的工作過程。這個假想的Web網站将包含：一個報告最近拍賣活動的管理頁面；一個功能完整、帶有各種宣傳資訊的首頁；一個特殊的導覽列，它包含了使用者所有尚未成交的拍賣活動資訊。 

二、管理頁面 

拍賣網站包含一個管理報表，資料庫伺服器需要數秒時間才能建立這樣一個報表。報表生成時間長這一點很重要，因為我們可能讓多個管理者監視系統運作情況，同時又想避免管理者每次通路時都重新生成這個報表。為了實作這一點，我們将把整個頁面封裝到一個應用級的緩沖标記之内，這個緩沖标記每隔1小時重新整理。其他供應商提供的一些産品也具有類似的功能，隻是OSCache比它們做得更好。 

為簡單計，我們将不過多地關注格式問題。在編寫管理頁面時，我們首先把标記庫聲明加入到頁面： 

＜%@ taglib uri="cachetags" PRefix="cache" %＞ 

接下來我們要用cache标記來包圍整個頁面。cache标記的預設緩沖時間是1小時。 

＜cache:cache＞ .... 複雜的管理報表 .... ＜/cache:cache＞ 

現在管理頁面已經被緩沖。如果管理者在頁面生成後的一個小時之内再次通路同一頁面，他看到的将是以前緩存的頁面，不需要由資料庫伺服器再次生成這個報表。 

 三、首頁 

拍賣網站的首頁顯示網站活動情況，宣傳那些即将結束的拍賣活動。我們希望顯示出正在進行的拍賣活動數量，目前登入使用者數量，在短期内就要結束的拍賣活動的清單，以及目前時間。這些資訊有着不同的時間精确度要求。網站上的拍賣活動通常持續數天，是以我們可以把緩沖有效拍賣活動數量的時間定為6個小時。使用者數量的變化顯然要頻繁一些，但這裡我們将把這個數值每次緩沖15分鐘。最後，我們希望頁面中顯示的目前時間總是精确的頁面通路時間。 

在首頁中聲明标記庫之後，我們首先以不帶緩沖的方式直接輸出目前日期： 

現在是：＜%=new java.util.Date()%＞ 

接下來，我們要顯示一個清單，列出那些将在短期内結束的拍賣活動： 

＜cache:cache＞ ＜ul＞ ＜% // 構造一個包含最近拍賣活動的Iterator Iterator auctions = .... while (auctions.hasMore()) { Auction auction = (Auction)auctions.next(); %＞＜li＞＜%=auction%＞＜/li%＜ } %＞ ＜/ul＞ ＜/cache:cache＞ 

最後，我們希望顯示出正在進行的拍賣活動的數量，這個數字需要緩沖6小時。由于cache标記需要的是緩沖資料的秒數，我們把6小時轉換成21600秒： 

＜cache:cache time="21600"＞ ＜% //查詢資料庫得到拍賣活動總數 int auctionCount = .... %＞ 本網站正在進行的拍賣活動有＜%=auctionCount%＞個! ＜/cache＞ 

可以看到，我們隻用少量的代碼就構造出了一個帶有複雜緩沖系統的首頁。這個緩沖系統對頁面各個部分分别進行緩沖，而且各個部分的緩沖時間完全符合它們各自的資訊變化頻繁程度。由于有了緩沖，現在我們可以在首頁中放入更多的内容；而在以前沒有緩沖的情況下，首頁中放入過多的内容會導緻頁面通路速度變慢，甚至可能給資料庫伺服器帶來過重的負載。 

四、導覽列 

假設在規劃網站的時候，我們決定在左邊導覽列的下方顯示購物車内容。我們将顯示出使用者所拍賣的每一種商品的出價次數和目前報價，以及所有那些目前使用者出價最高的商品的清單。 

我們利用會話級的緩沖能力在導覽列中構造上述功能。把下面的代碼放入模闆或者包含檔案，以便網站中的其他頁面引用這個導覽列： 

＜cache:cache key="navbar" scope="session" time="300"＞ ＜% //提取并顯示目前的出價資訊 %＞ ＜/cache:cache＞ 

在這裡我們引入了兩個重要的屬性，即key和scope。在本文前面的代碼中，由于cache标記能夠自動為代碼塊建立唯一的key，是以我們不需要手工設定這個key屬性。但在這裡，我們想要從網站的其餘部分引用這個被緩沖的代碼塊，是以我們顯式定義了該cache标記的key屬性。第二，scope屬性用來告訴cache标記目前代碼塊必須以使用者為機關緩沖，而不是為所有使用者緩沖一次。 

在使用會話級緩沖時應該非常小心，應該清楚：雖然我們可以讓複雜的導覽列減少5倍或10倍的伺服器負載，但它将極大地增加每個會話所需要的記憶體空間。在CPU能力方面增加可能的并發使用者數量無疑很理想，但是，一旦在記憶體支援能力方面讓并發使用者數量降低到了CPU的限制之下，這個方案就不再理想。 

正如本文前面所提到的，我們希望從網站的其餘部分引用這個緩沖的代碼塊。這是因為，當一個使用者增加了一個供拍賣的商品、或者出價競購其他使用者拍賣的商品時，我們希望重新整理緩沖，使得導覽列下一次被讀取時具有最新的内容。雖然這些資料可能因為其他使用者的活動而改變，但如果使用者在網站上執行某個動作之後看到自己的清單仍未改變，他可能會感到非常困惑。 

OSCache庫提供的flush标記能夠重新整理緩沖内容。我們可以把下面的代碼加入到處理使用者動作且可能影響這一區域的頁面之中： 

＜cache:flush key="navbar" scope="session" /＞ 

當使用者下次通路它時，navbar緩沖塊将被重新整理。 

至此為止，我們這個示例網站的構造工作已經完成且可以開始運作。下面我們來看看OSCache的異常處理能力。即使緩沖的内容已經廢棄，比如在緩沖塊内出現了Java異常，OSCache标記庫仍舊允許我們用程式設計的方法顯示這些内容。有了這種異常控制功能，我們可以拆除資料庫伺服器和Web伺服器之間的連接配接，而網站仍能夠繼續運作。JSP 1.2規範引入了TryCatchFinally接口，這個接口允許标記本身檢測和處理Java異常。是以，标記可以結合這種異常處理代碼，使得JSP頁面更簡單、更富有條理。 

OpenSymphony正在計劃實作其他的緩沖機制以及一個可管理性更好的主系統，它将使我們能夠對緩沖使用的RAM和磁盤空間進行管理。一旦有了這些功能，我們就能夠進一步提高網站的響應速度和可靠性。 

【結束語】 

OSCache能夠幫助我們構造出更豐富多彩、具有更高性能的網站。有了OSCache标記庫的幫助，現在我們能夠用它解決一些影響網站響應能力的問題，比如通路量高峰期、資料庫伺服器負荷過重等。