用緩沖技術提高JSP程序的性能和穩定性

一、概述

在Web應用中，有些報表的生成可能需要數據庫花很長時間才能計算出來；有的網站提供天氣信息，它需要訪問遠程服務器進行SOAP調用才能得到溫度信息。所有這一切都屬於復雜信息的例子。在Web頁面中加入過多的復雜信息可能導致Web服務器、數據庫服務器負荷過重。JSP代碼塊緩沖為開發者帶來了隨意地增加各種復雜信息的自由。

JSP能夠在標記庫內封裝和運行復雜的Java代碼，它使得JSP頁面文件更容易維護，使得非專業開發人員使用JSP頁面文件更加方便。現在已經有許多標記庫，它們或者是商業產品，或者是源代碼開放產品。但這些產品中的大多數都只是用標記庫的形式實現原本可以用一個簡單的Java Scriptlet實現的功能，很少有產品以某種創造性的方式使用定制標記，提供在出現JSP定制標記庫之前幾乎不可能實現的用法。

OSCache標記庫由OpenSymphony設計，它是一種開創性的JSP定制標記應用，提供了在現有JSP頁面之內實現快速內存緩沖的功能。雖然已經有一些供應商在提供各種形式的緩存產品，但是，它們都屬於面向特定供應商的產品。OSCache能夠在任何JSP 1.1兼容的服務器上運行，它不僅能夠為所有用戶緩沖現有JSP代碼塊，而且能夠以用戶為單位進行緩沖。OSCache還包含一些提高可伸縮性的高級特性，比如：緩沖到磁盤，可編程的緩沖刷新，異常控制，等等。另外，正如OpenSymphony的其他產品，OSCache的代碼也在一個開放源代碼許可協議之下免費發行。

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網站將包含：一個報告最近拍賣活動的管理頁面；一個功能完整、帶有各種宣傳信息的主頁；一個特殊的導航條，它包含了用戶所有尚未成交的拍賣活動信息。

二、管理頁面

拍賣網站包含一個管理報表，數據庫服務器需要數秒時間才能創建這樣一個報表。報表生成時間長這一點很重要，因為我們可能讓多個管理員監視系統運行情況，同時又想避免管理員每次訪問時都重新生成這個報表。為了實現這一點，我們將把整個頁面封裝到一個應用級的緩沖標記之內，這個緩沖標記每隔1小時刷新。其他供應商提供的一些產品也具有類似的功能，只是OSCache比它們做得更好。

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

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

接下來我們要用cache標記來包圍整個頁面。cache標記的默認緩沖時間是1小時。

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

現在管理頁面已經被緩沖。如果管理員在頁面生成後的一個小時之內再次訪問同一頁面，他看到的將是以前緩存的頁面，不需要由數據庫服務器再次生成這個報表。

三、主頁

拍賣網站的主頁顯示網站活動情況，宣傳那些即將結束的拍賣活動。我們希望顯示出正在進行的拍賣活動數量，當前登錄用戶數量，在短期內就要結束的拍賣活動的清單，以及當前時間。這些信息有著不同的時間精確度要求。網站上的拍賣活動通常持續數天，因此我們可以把緩沖有效拍賣活動數量的時間定為6個小時。用戶數量的變化顯然要頻繁一些，但這裡我們將把這個數值每次緩沖15分鐘。最後，我們希望頁面中顯示的當前時間總是精確的頁面訪問時間。

在主頁中聲明標記庫之後，我們首先以不帶緩沖的方式直接輸出當前日期：

現在是：＜%=new java.util.Date()%＞ 

接下來，我們要顯示一個清單，列出那些將在短期內結束的拍賣活動：

＜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。由於cache標記需要的是緩沖數據的秒數，我們把6小時轉換成21600秒：

＜cache:cache time="21600"＞ ＜% //查詢數據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，我們只用少量的代碼就構造出了一個帶有復雜緩沖系統的主頁。這個緩沖系統對頁面各個部分分別進行緩沖，而且各個部分的緩沖時間完全符合它們各自的信息變化頻繁程度。由於有了緩沖，現在我們可以在主頁中放入更多的內容；而在以前沒有緩沖的情況下，主頁中放入過多的內容會導致頁面訪問速度變慢，甚至可能給數據庫服務器帶來過重的負載。

四、導航條

假設在規劃網站的時候，我們決定在左邊導航條的下方顯示購物車內容。我們將顯示出用戶所拍賣的每一種商品的出價次數和當前報價，以及所有那些當前用戶出價最高的商品的清單。

我們利用會話級的緩沖能力在導航條中構造上述功能。把下面的代碼放入模板或者包含文件，以便網站中的其他頁面引用這個導航條：

＜cache:cache key="navbar" scope="session" time="300"＞ ＜% //提取並顯示當前的出價信息 %＞ ＜/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，由於cache標記能夠自動為代碼塊創建唯一的key，所以我們不需要手工設置這個key屬性。但在這裡，我們想要從網站的其余部分引用這個被緩沖的代碼塊，因此我們顯式定義了該cache標記的key屬性。第二，scope屬性用來告訴cache標記當前代碼塊必須以用戶為單位緩沖，而不是為所有用戶緩沖一次。

在使用會話級緩沖時應該非常小心，應該清楚：雖然我們可以讓復雜的導航條減少5倍或10倍的服務器負載，但它將極大地增加每個會話所需要的內存空間。在CPU能力方面增加可能的並發用戶數量無疑很理想，但是，一旦在內存支持能力方面讓並發用戶數量降低到了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余部分引用這個緩沖的代碼塊。這是因為，當一個用戶增加了一個供拍賣的商品、或者出價競購其他用戶拍賣的商品時，我們希望刷新緩沖，使得導航條下一次被讀取時具有最新的內容。雖然這些數據可能因為其他用戶的活動而改變，但如果用戶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標記能夠刷新緩沖內容。我們可以把下面的代碼加入到處理用戶動作且可能影響這一區域的頁面之中：

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

當用戶下次訪問它時，navbar緩沖塊將被刷新。

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行。下面我們來看看OSCache的異常處理能力。即使緩沖的內容已經作廢，比如在緩沖塊內出現了Java異常，OSCache標記庫仍舊允許我們用編程的方法顯示這些內容。有了這種異常控制功能，我們可以拆除數據庫服務器和Web服務器之間的連接，而網站仍能夠繼續運行。JSP 1.2規范引入了TryCatchFinally接口，這個接口允許標記本身檢測和處理Java異常。因此，標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正在計劃實現其他的緩沖機制以及一個可管理性更好的主系統，它將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標記庫的幫助，現在我們能夠用它解決一些影響網站響應能力的問題，比如訪問量高峰期、數據庫服務器負荷過重等。