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JSP 2.0下的动态内容缓存分析讲解

51自学网 2015-09-11 http://www.51zixue.net

  在Web应用中,内容缓存是最普通的优化技术之一,并且能够很容易地实现。例如,可以使用一个自定义地JSP标签——我们将之命名为<jc:cache>——由<jc:cache>和</jc:cache>将每一个需要被缓存的页面片段封装起来。任何自定义标签可以控制它所包含部分 (也即预先封装的页面片段)在何时执行,并且动态输出结果可以被捕获。<jc:cache>标签使得JSP容器(例如Tomcat)只生成内容一次,作为应用程序范围内的JSP变量,来存储每一个缓存片段。每次JSP页面被执行时,自定义标签将缓存页面片段载入而无需再次执行JSP代码来生成输出结果。作为Jakarta工程的一个部分,标签库的开发使用了这项技术。当被缓存内容无需被每一个用户或者请求所定制的时候,它工作的十分良好。
  
  这篇文章对上面描述的技术做了改进,通过使用JSP 2.0表达式语言(EL),允许JSP页面为每一个请求和用户定制缓存内容。缓存页面片段可以包含未被JSP容器赋值的JSP表达式,在每一次页面被执行时,由自定义标签来确定这些表达式的值。因此,动态内容的建立被最优化,但是缓存片段可以含有部分由每一个请求使用本机JSP表达式语言产生的内容。通过JSP 2.0 EL API的帮助,Java开发者可以用表达式语言来使之成为可能。
  
  内容缓存VS数据缓存
  
  内容缓存不是唯一的选择。例如, 从数据库中提取的数据同样可以被缓存。事实上,由于存储的信息中不包含HTML markup,以及要求较少的内存,数据缓存可能更加高效率。然而在很多情况下,内存缓存更容易实现。假设在某个案例总,一个应用由大量事务对象,占用重要的CPU资源,产生复杂的数据,并且用JSP页面来呈现这些数据。工作一切良好,直到某天突然地服务器的负载增加,需要一个紧急解决方案。这时在事务对象和呈现表达层之间建立一个缓存层,时一个非常不错和有效的方案。但是必须非常快速和流畅地修改缓存动态内容的JSP页面。相对于简单的JSP页面编辑,应用程序的业务逻辑变化通常要求更多的工作量和测试;另外,如果一个页面从多个复合源聚合信息时,Web层仅有少量的改变。问题在于,当缓存信息变得失去时效时,缓存空间需要被释放,而事务对象应该知道何时发生这种情况。然而,选择实现内容缓存还是数据缓存,或者其他的优化技术,有很多不得不考虑的因素,有时是所开发的程序所特殊要求的。
  
  数据缓存和内容缓存没有必要互相排斥,它们可以一起使用。例如,在数据库驱动的应用中;从数据库中提取出来的数据,和呈现该数据的HTML分别被缓存起来。这与使用JSP实时生成的模板有些相似。这篇文章中讨论的基于EL API技术说明如何使用JSP EL来将数据载入到呈现模板中。
  
  使用JSP变量缓存动态内容
  
  每当实现一个缓存机制是,都需要一个存储缓存对象的方法,在这篇文章中涉及的是String类型的对象。 一种选择是使用一个对象——缓存框架结构,或者使用Java maps来实现自定义的缓存方案。JSP已经拥有了称为“scoped attributes”或“JSP variables”来提供ID——object映射,这正是缓存机制所需要的。对于使用page或者request scope,这是没有意义的,而在应用范围内,这是一个很好的存储缓存内容的位置, 因为它被所有的用户和页面共享。当每一个用户需要单独缓存时,Session scope也可以被使用,但这不是很有效率。JSTL标签库可以被是与那个来缓存内容,通过使用JSP变量正如下例所示:
  
  <%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %><c:if test="${empty cachedFragment}">
  <c:set var="cachedFragment" scope="application">
  ...
  </c:set></c:if>
  
  缓存页面片段用下列语句输出结果:
  ${applicationScope.cachedFragment}
  
  当缓存片段需要被每一个请求所定制的时候,到底发生了什么?例如,如果希望包含一个计数器,需要缓存两个片段:
  <%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %><c:if test="${sessionScope.counter == null}">  <c:set var="counter" scope="session" value="0"/></c:if><c:set var="counter" value="${counter+1}" scope="session"/><c:if test="${empty cachedFragment1}">
  <c:set var="cachedFragment1" scope="application">
  ...
  </c:set></c:if><c:if test="${empty cachedFragment2}">
  <c:set var="cachedFragment2" scope="application">
  ...
  </c:set></c:if>
  
  可以使用下面语句输出缓存内容:
  ${cachedFragment1} ${counter} ${cachedFragment2}
  
  通过专门的标签库的帮助,需要定制的页面片段的缓存变得异常容易了。上面已经提及,缓存内容可以被开始标签(<jc:cache>)和结尾标签(</jc:cache>)封装起来。而每一个定制可以使用另一个标签(<jc:dynamic expr="..."/>)输出一个JSP表达式(${...})来表现。动态内容用JSP表达式缓存并在每一次缓存内容被输出时赋值。在下面的部分可以看到这是如何实现的。Counter.jsp缓存了一个包含计数器的页面片段,当每一次用户刷新这个页面的时候计数器会自动+1。
  <%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %><%@ taglib prefix="jc" uri="http://devsphere.com/articles/jspcache" %><c:if test="${sessionScope.counter == null}">
  <c:set var="counter" scope="session" value="0"/></c:if><c:set var="counter" value="${counter+1}" scope="session"/><jc:cache id="cachedFragmentWithCounter">
  ... <jc:dynamic expr="sessionScope.counter"/>
  ...</jc:cache>
  
  JSP 变量易于使用,对于简单的Web apps,这是一个不错的内容缓存方案。然而,如果应用程序产生大量的动态内容,没有对缓存大小的控制无疑是一个问题。一种专用的缓存框架结构能够提供一个更加有力的方案,允许对缓存的监视,限制缓存大小,控制缓存策略,等等……
  
  使用JSP 2.0表达式语言API
  
  JSP容器(例如Tomcat)对应用EL API的JSP页面中的表达式予以赋值,并且可以被Java代码所使用。这允许在Web页面外应用JSP EL作开发,例如,对XML文件、基于文本的资源以及自定义脚本。当需要控制何时对Web页面中的表达式进行赋值或者书写与之相关的表达式时,EL API同样是有用的。例如,缓存页面片段可以包含自定义JSP表达式,并且当每一次缓存内容被输出时,EL API将用来给这些表达式赋值或者重新赋值。
  
  文章提供了一个例子程序(参见文末资源部分),这个应用程序包含了一个Java类(JspUtils)和类中包含一个方法eval(),这个方法有三个参数:JSP表达式、表达式的期望类型和一个JSP context对象。Eval()方法从JSP context中取得ExpressionEvaluator并且调用evaluate()方法,通过表达式、表达式的期望类型、和一个从JSP congtext中获得的变量。JspUtils.eval()方法返回表达式的值。
  package com.devsphere.articles.jspcache;
  import javax.servlet.jsp.JspContext;
  import javax.servlet.jsp.JspException;
  import javax.servlet.jsp.PageContext;
  import javax.servlet.jsp.el.ELException;
  import javax.servlet.jsp.el.ExpressionEvaluator;
  import java.io.IOException;public class JspUtils {
  public static Object eval(
  String expr, Class type, JspContext jspContext)
  throws JspException {
  try {
  if (expr.indexOf("${") == -1)
  return expr;
  ExpressionEvaluator evaluator
  = jspContext.getExpressionEvaluator();
  return evaluator.evaluate(expr, type,
  jspContext.getVariableResolver(), null);
  } catch (ELException e) {
  throw new JspException(e);
  }
  }
  ...}
  
  注意:JspUtils.eval()主要封装了标准的ExpressionEvaluator。如果expr不包含${,JSP EL API不被调用,因为没有JSP表达式。

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