Servlet、Jsp性能優化
作者：Rahul Chaudhary ，gagaghost
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你的J2EE應用是不是運行的很慢？它們能不能承受住不斷上升的訪問量？本文講述了開發高性能、高彈性的JSP頁面和Servlet的性能優化技術。其意思是建立盡可能快的并能適應數量增長的用戶及其請求。在本文中，我將帶領你學習已經實踐和得到證實的性能調整技術，它將大大地提高你的servlet和jsp頁面的性能，進而提升J2EE的性能。這些技術的部分用于開發階段，例如，設計和編碼階段。另一部分技術則與配置相關。

技術1：在HttpServlet init()方法中緩存數據

服務器會在創建servlet實例之后和servlet處理任何請求之前調用servlet的init()方法。該方法在servlet的生命周期中僅調用一次。為了提高性能，在init()中緩存靜態數據或完成要在初始化期間完成的代價昂貴的操作。例如，一個最佳實踐是使用實現了javax.sql.DataSource接口的JDBC連接池。DataSource從JNDI樹中獲得。每調用一次SQL就要使用JNDI查找DataSource是非常昂貴的工作，而且嚴重影響了應用的性能。Servlet的init()方法可以用于獲取DataSource并緩存它以便之后的重用：


public class ControllerServlet extends HttpServlet
{
   private javax.sql.DataSource testDS = null;

   public void init(ServletConfig config) throws ServletException
   {
      super.init(config);
      Context ctx  = null;
      try
      {
         ctx = new InitialContext();
         testDS = (javax.sql.DataSource)ctx.lookup("jdbc/testDS");
      }
      catch(NamingException ne)
      {
         ne.printStackTrace();              
       }
       catch(Exception e)
       {
          e.printStackTrace();
       }
   }

   public javax.sql.DataSource getTestDS()
      {
         return testDS;
      }
   ...
   ...
}


技術2：禁用servlet和Jsp的自動裝載功能

當每次修改了Servlet/JSP之后，你將不得不重新啟動服務器。由于自動裝載功能減少開發時間，該功能被認為在開發階段是非常有用的。但是，它在運行階段是非常昂貴的；servlet/JSP由于不必要的裝載，增加類裝載器的負擔而造成很差的性能。同樣，這會使你的應用由于已被某種類裝載器裝載的類不能和當前類裝載器裝載的類不能相互協作而出現奇怪的沖突現象。因此，在運行環境中為了得到更好的性能，關閉servlet/JSP的自動裝載功能。

技術3：控制HttpSession

許多應用需要一系列客戶端的請求，因此他們能互相相關聯。由于HTTP協議是無狀態的，所以基于Web的應用需要負責維護這樣一個叫做session的狀態。為了支持必須維護狀態的應用，Java servlet技術提供了管理session和允許多種機制實現session的API。HttpSession對象扮演了session，但是使用它需要成本。無論何時HttpSession被使用和重寫，它都由servlet讀取。你可以通過使用下面的技術來提高性能：

  • 在JSP頁面中不要創建默認的HttpSession:默認情況下，JSP頁面創建HttpSession。如果你在JSP頁面中不用HttpSession，為了節省性能開銷，使用下邊的頁面指令可以避免自動創建HttpSession對象：
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  • 不要將大的對象圖存儲在HttpSession中：如果你將數據當作一個大的對象圖存儲在HttpSession中，應用服務器每次將不得不處理整個HttpSession對象。這將迫使Java序列化和增加計算開銷。由于序列化的開銷，隨著存儲在HttpSession對象中數據對象的增大，系統的吞吐量將會下降。
  • 用完后釋放HttpSession：當不在使用HttpSession時，使用HttpSession.invalidate()方法使sesion失效。
  • 設置超時值：一個servlet引擎有一個默認的超時值。如果你不刪除session或者一直把session用到它超時的時候，servlet引擎將把session從內存中刪除。由于在內存和垃圾收集上的開銷，session的超時值越大，它對系統彈性和性能的影響也越大。試著將session的超時值設置的盡可能低。

    技術4：使用gzip壓縮

    壓縮是刪除冗余信息的作法，用盡可能小的空間描述你的信息。使用gzip（GNU zip）壓縮文檔能有效地減少下載HTML文件的時間。你的信息量越小，它們被送出的速度越快。因此，如果你壓縮了由你web應用產生的內容，它到達用戶并顯示在用戶屏幕上的速度就越快。不是任何瀏覽器都支持gzip壓縮的，但檢查一個瀏覽器是否支持它并發送gzip壓縮內容到瀏覽器是很容易的事情。下邊的代碼段說明了如何發送壓縮的內容。

    
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
          throws IOException, ServletException
{
          
   OutputStream out = null

   // Check the Accepting-Encoding header from the HTTP request.
   // If the header includes gzip, choose GZIP.
   // If the header includes compress, choose ZIP.
   // Otherwise choose no compression.

   String encoding = request.getHeader("Accept-Encoding");    
      
   if (encoding != null && encoding.indexOf("gzip") != -1)
   {
       response.setHeader("Content-Encoding" , "gzip");
       out = new GZIPOutputStream(response.getOutputStream());
   }
   else if (encoding != null && encoding.indexOf("compress") != -1)
   {
       response.setHeader("Content-Encoding" , "compress");
       out = new ZIPOutputStream(response.getOutputStream());
   }
   else
   {
       out = response.getOutputStream();

   }
   ...
   ...


    }

    技術5：不要使用SingleThreadModel

    SingleThreadModel保證servlet一次僅處理一個請求。如果一個servlet實現了這個接口，servlet引擎將為每個新的請求創建一個單獨的servlet實例，這將引起大量的系統開銷。如果你需要解決線程安全問題，請使用其他的辦法替代這個接口。SingleThreadModel在Servlet 2.4中是不再提倡使用。

    技術6：使用線程池

    servlet引擎為每個請求創建一個單獨的線程，將該線程指派給service()方法，然后在service()方法執行完后刪除該線程。默認情況下，servlet引擎可能為每個請求創建一個新的線程。由于創建和刪除線程的開銷是很昂貴的，于是這種默認行為降低了系統的性能。我們可以使用線程池來提高性能。根據預期的并發用戶數量，配置一個線程池，設置好線程池里的線程數量的最小和最大值以及增長的最小和最大值。起初，servlet引擎創建一個線程數與配置中的最小線程數量相等的線程池。然后servlet引擎把池中的一個線程指派給一個請求而不是每次都創建新的線程，完成操作之后，servlet引擎把線程放回到線程池中。使用線程池，性能可以顯著地提高。如果需要，根據線程的最大數和增長數，可以創建更多的線程。

    技術7：選擇正確的包括機制

    在JSP頁面中，有兩中方式可以包括文件：包括指令(<%@ include file="test.jsp" %> )和包括動作( )。包括指令在編譯階段包括一個指定文件的內容；例如，當一個頁面編譯成一個servlet時。包括動作是指在請求階段包括文件內容；例如，當一個用戶請求一個頁面時。包括指令要比包括動作快些。因此除非被包括的文件經常變動，否則使用包括指令將會獲得更好的性能。

    技術8：在useBean動作中使用合適的范圍

    使用JSP頁面最強大方式之一是和JavaBean組件協同工作。JavaBean使用 標簽可以嵌入到JSP頁面中。語法如下：

    
<jsp:useBean id="name" scope="page|request|session|application" class=
  "package.className" type="typeName">
</jsp:useBean>


    scope屬性說明了bean的可見范圍。scope屬性的默認值是page。你應該根據你應用的需求選擇正確的范圍，否則它將影響應用的性能。

    例如，如果你需要一個專用于某些請求的對象，但是你把范圍設置成了session，那么那個對象將在請求結束之后還保留在內存中。它將一直保留在內存中除非你明確地把它從內存中刪除、使session無效或session超時。如果你沒有選擇正確的范圍屬性，由于內存和垃圾收集的開銷將會影響性能。因此為對象設置合適的范圍并在用完它們之后立即刪除。

    雜項技術
  • 避免字符串連接：由于String對象是不可變對象，使用“＋”操作符將會導致創建大量的零時對象。你使用的“＋”越多，產出的零時對象就越多，這將影響性能。當你需要連接字符串時，使用StringBuffer替代“＋”操作。
  • 避免使用System.out.println：System.out.println同步處理磁盤輸入/輸出，這大大地降低了系統吞吐量。盡可能地避免使用System.out.println。盡管有很多成熟的調試工具可以用，但有時System.out.println為了跟蹤、或調試的情況下依然很有用。你應該配置System.out.println僅在錯誤和調試階段打開它。使用final Boolean型的變量，當配置成false時，在編譯階段完成優化檢查和執行跟蹤輸出。
  • ServletOutputStream 與 PrintWriter比較：由于字符輸出流和把數據編碼成字節，使用PrintWriter引入了小的性能開銷。因此，PrintWriter應該用在所有的字符集都正確地轉換做完之后。另一方面，當你知道你的servlet僅返回二進制數據，使用ServletOutputStream，因為servlet容器不編碼二進制數據，這樣你就能消除字符集轉換開銷。

    總結

    本文的目的是展示給你一些實踐的和已經證實的用于提高servlet和JSP性能的性能優化技術，這些將提高你的J2EE應用的整體性能。下一步應該觀察其他相關技術的性能調整，如EJB、JMS和JDBC等。

    作者Email:gagaghost@yahoo.com.cn
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