SERVLET 和 JSP 性能调整
类别: JSP教程 
你的J2EE应用程序运行缓慢么？它们可以满足足够的压力么？本文将会描述如何在开发高性能的应用和JSP以及servlets中使用性能调整技术 (PTT performance-tuning techniques)。使用这些技术可以构建更加快速、稳健的系统，以满足更多用户或者更多请求的需要。在本文中，我将会带你进行实际的实践，试验如何调整性能提升你的servlets 和 JSP 页面缓慢的性能，最终以提升你的J2EE应用的性能。其中一部分技术使用在开发过程阶段，也就是说，适应于在你进行系统设计或者编写代码的时候。另外一些则是和配置相关技术。
调整方法1：使用 HttpServlet init()方法缓存数据
应用服务器在servlet开始构造的时候，接受处理任何请求之前调用servlet的init()方法。在servlet的生命周期中仅仅调用一次。Init()方法通过缓存静态数据或者完成占用大量资源的操作，用来在初始化的过程中提高性能。
举例说明，通过使用jdbc连接池是一个最好的实践，在调用javax.sql.DataSource接口的时候。依靠通过JNDI(java命名和服务接口)树获得DataSource。如果在每一次SQL调用时候都进行JNDI查找DataSource ，将会严重的影响应用服务的应能。Servlet的init()方法将用来取得DataSource，并且将其进行缓存以备以后使用。
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;
}
...
...
}
调整方法2：禁止servlet和jsp的自动重载
为了节约开发时间，在开发阶段Servlet/JSP容器提供自动重载功能，方便你在修改Servlet/JSP后不用重新启动服务。可是，在生产环境下面，却是占用大量开销，因为进行了没有必要的重新载入的操作，所以带来了很怀的性能影响。同时，在部分类载入，部分为载入的时候也可能带来各种奇怪的冲突。因此在J2EE的生产环境下关闭自动载入功能可以得到更好的性能。
译者注：
这点被我深深的体会到。
一、在一个大型的J2EE项目中进行大量压力测试下，在开发模式下莫名其妙的发生错误，部分请求任务失败，就是因为载入类造成的系统冲突。
二、在另外一个大型的J2EE项目实际应用过程中，突发的大量用户让足以满足用户的系统处于瘫痪边缘，经过了系统、数据库、应用服务器等等调整后，终没有解决问题。最后不得不排除人员去现场解决，最后发现问题竟是这个原因。这个事件仅仅发生在前天。
调整方法3：控制HttpSession
许多应用服务需要一系列的客户请求，这些请求之间又相互依存。因为http协议是无状态的，所以基于web的应用系统必须使用session技术来维持连接。为了实现应用服务进行状态管理，java servlet技术提供了一套API，通过使用HttpSession对象进行会话管理，但是在使用这个功能的同时，不管servlet进行任何请求， HttpSession对象都要进行读写，服务器也承担了响应的系统开销。你可以使用下列方法提升性能。
在默认情况下，不要在jsp页面中创建HttpSessions对象，jsp页面默认会自动创建HttpSessions，如果在你的jsp页面中不需要HttpSessions，为了节省一些性能，使用下面的页面指令避免自动创建HttpSessions对象。
<%@ page session="false"%>
不要存储大型对象到HttpSession：如果你存储大型对象数据到HttpSession中，应用服务器不得不在每一次请求中处理整个的 HttpSession，这将会强迫使用java的串行化操作，占用大量系统资源。应用服务的性能将会因为java的串行化操作而减少。
在结束时候释放HttpSessions对象：在它们不在需要的时候使用HttpSession.invalidate()方法消除sessions。
设置session的超时值：servlet有一个默认的超时值。如果你在这个时间里面，你既没有移除它，也没有使用它（进行任何服务请求）， servlet服务将会自动将其销毁。因为对内存和垃圾的回收处理，因此，超时值越大，对服务器的性能影响越大。所以，尽可能的保持session的超时值最小。
调整方法4：使用gzip压缩
压缩是一个去处庸余信息的操作，以便可以使用最小的空间存储。使用 gzip(GNU zip)压缩内容可以显著的减少下载HTML文件的时间。信息内容越小，传送的速度越快。因此，如果在生成web应用的时候压缩内容，就可以更快的传送、显示在用户的屏幕上面。由于不是每一个浏览器都支持gzip压缩功能，所以你必须简单的检查浏览器是否支持。
下面代码是演示如何发送压缩内容的例子：
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();
}
...
...
}
调整方法5：不要使用SingleThreadModel
SingleThreadModel接口确保servlet在同一时间只接受一个请求。如果servlet实现这个接口，servlet将会为每一个新的请求创建隔离的servelet实例，这将造成很大的系统开销。如果你需要处理线程安全问题，可以使用其他方法代替这种方法。在servlet2.4中 SingleThreadModel接口已经被反对使用。
调整方法6：使用线程池
Servlet引擎为每一个请求创建一个隔离的线程，分配这个线程给service()方法，在它执行完后移除这个线程。默认情况下，servlet引擎为每一个请求创建新的线程。因为创建和消除线程是需要系统开销的，这种行为将会引起性能问题。可以通过使用线程池来提升性能。依据所期望的并发用户数量，配置线程池的最大、最小、以及增加数量。在服务启动的时候，servlet引擎使用最小的线程数量创建一个线程池。然后servlet引擎会分配线程给每一个请求，替换原来的创建新的线程，在处理完成后把线程返回给线程池。使用线程池，性能会有一个显著的提升。如果需要，根据线程的最大和增加数量，更多的线程会被创建，添加到池中以供更多的请求使用。
调整方法7：选择正确的包含机制
在jsp中有两种方法使用包含文件：包含指令(<%@ include file="test.jsp" %>) 和包含动作 (<jsp:include page="test.jsp" flush="true" />)。包含指令在转换的过程中包含文件内容；也就是说，在一个页面转换成一个servlet的时候。包含动作在请求处理的阶段包含文件内容；也就是说，在一个用户请求页面的时候。包含指令快于包含动作。因此，除非被包含的内容经常变化，应该使用包含指令提升性能。
调整方法8：选择正确的范围在使用useBean动作
Jsp页面的一个强大功能就是在jsp中交互使用JavaBeans组件。通过使用<jsp:useBean>动作标签，JavaBeans可以被直接的嵌入jsp页面中。语法如下：
<jsp:useBean id="name" scope="page|request|session|application" class=
"package.className" type="typeName">
</jsp:useBean>
范围属性指定了bean的作用范围。它的默认值是page。你可以根据你的系统要求选择正确的范围。否则它会影响到应用系统的性能。
举例说明，如果你需要一个对象仅仅作为请求使用，但是你的范围设置为session，在你完成请求后，这个对象将依然会留在内存中。直到你明确的清楚它为止，通过销毁session，或者session自动超时。假如你没有选择正确的范围，它同样也会影响性能因为过度的内存和垃圾收集。因此，需要正确的设置对象的范围，同时当你使用完成之后，也应该立即去除它们。
其他方法：
避免字符串相加：使用 + 操作会产生很多临时对象，因为String是不可变化(immutable)的对象。越多的 + 操作，越多的临时对象会被创建，造成很大的系统开销。使用StringBuffer替换 + 操作，当你需要字符串相加的时候。
避免使用System.out.println：System.out.println是同步处理的在disk i/o操作中，并且会严重的影响性能。因此最大可能的要避免使用System.out.println。尽管存在强大的调试工具，有时候为了跟踪目的、错误处理、调试程序，还是使用System.out.println。你应该配置System.out.println仅仅在开发和调试情况下使用。使用一个静态的final boolean变量，在生产模式下，配置成false，避免System.out.println的使用。
ServletOutputStream比较PrintWriter：使用PrintWriter会占用一些系统开销，因为它是为处理字符流的输出输出功能。因此PrintWriter应该使用在确保有字符集转换的环境中。换句话说，在你知道servlet返回的仅仅是二进制数据时候，应该使用 ServletOutputStream，这样你可以消除字符转换开销，当servlet容器不用处理字符集转换的时候。
总结
本文的目的是通过一些实践操作，使用性能调整技术，通过提升servlets和jsp页面的性能，进而提升J2EE应用系统的性能。下一次将会涉及性能调整关于EJB (Enterprise JavaBeans), JMS (Java Message Service), and JDBC (Java Database Connectivity)。
调整方法1：使用 HttpServlet init()方法缓存数据
应用服务器在servlet开始构造的时候，接受处理任何请求之前调用servlet的init()方法。在servlet的生命周期中仅仅调用一次。Init()方法通过缓存静态数据或者完成占用大量资源的操作，用来在初始化的过程中提高性能。
举例说明，通过使用jdbc连接池是一个最好的实践，在调用javax.sql.DataSource接口的时候。依靠通过JNDI(java命名和服务接口)树获得DataSource。如果在每一次SQL调用时候都进行JNDI查找DataSource ，将会严重的影响应用服务的应能。Servlet的init()方法将用来取得DataSource，并且将其进行缓存以备以后使用。
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;
}
...
...
}
调整方法2：禁止servlet和jsp的自动重载
为了节约开发时间，在开发阶段Servlet/JSP容器提供自动重载功能，方便你在修改Servlet/JSP后不用重新启动服务。可是，在生产环境下面，却是占用大量开销，因为进行了没有必要的重新载入的操作，所以带来了很怀的性能影响。同时，在部分类载入，部分为载入的时候也可能带来各种奇怪的冲突。因此在J2EE的生产环境下关闭自动载入功能可以得到更好的性能。
译者注：
这点被我深深的体会到。
一、在一个大型的J2EE项目中进行大量压力测试下，在开发模式下莫名其妙的发生错误，部分请求任务失败，就是因为载入类造成的系统冲突。
二、在另外一个大型的J2EE项目实际应用过程中，突发的大量用户让足以满足用户的系统处于瘫痪边缘，经过了系统、数据库、应用服务器等等调整后，终没有解决问题。最后不得不排除人员去现场解决，最后发现问题竟是这个原因。这个事件仅仅发生在前天。
调整方法3：控制HttpSession
许多应用服务需要一系列的客户请求，这些请求之间又相互依存。因为http协议是无状态的，所以基于web的应用系统必须使用session技术来维持连接。为了实现应用服务进行状态管理，java servlet技术提供了一套API，通过使用HttpSession对象进行会话管理，但是在使用这个功能的同时，不管servlet进行任何请求， HttpSession对象都要进行读写，服务器也承担了响应的系统开销。你可以使用下列方法提升性能。
在默认情况下，不要在jsp页面中创建HttpSessions对象，jsp页面默认会自动创建HttpSessions，如果在你的jsp页面中不需要HttpSessions，为了节省一些性能，使用下面的页面指令避免自动创建HttpSessions对象。
<%@ page session="false"%>
不要存储大型对象到HttpSession：如果你存储大型对象数据到HttpSession中，应用服务器不得不在每一次请求中处理整个的 HttpSession，这将会强迫使用java的串行化操作，占用大量系统资源。应用服务的性能将会因为java的串行化操作而减少。
在结束时候释放HttpSessions对象：在它们不在需要的时候使用HttpSession.invalidate()方法消除sessions。
设置session的超时值：servlet有一个默认的超时值。如果你在这个时间里面，你既没有移除它，也没有使用它（进行任何服务请求）， servlet服务将会自动将其销毁。因为对内存和垃圾的回收处理，因此，超时值越大，对服务器的性能影响越大。所以，尽可能的保持session的超时值最小。
调整方法4：使用gzip压缩
压缩是一个去处庸余信息的操作，以便可以使用最小的空间存储。使用 gzip(GNU zip)压缩内容可以显著的减少下载HTML文件的时间。信息内容越小，传送的速度越快。因此，如果在生成web应用的时候压缩内容，就可以更快的传送、显示在用户的屏幕上面。由于不是每一个浏览器都支持gzip压缩功能，所以你必须简单的检查浏览器是否支持。
下面代码是演示如何发送压缩内容的例子：
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();
}
...
...
}
调整方法5：不要使用SingleThreadModel
SingleThreadModel接口确保servlet在同一时间只接受一个请求。如果servlet实现这个接口，servlet将会为每一个新的请求创建隔离的servelet实例，这将造成很大的系统开销。如果你需要处理线程安全问题，可以使用其他方法代替这种方法。在servlet2.4中 SingleThreadModel接口已经被反对使用。
调整方法6：使用线程池
Servlet引擎为每一个请求创建一个隔离的线程，分配这个线程给service()方法，在它执行完后移除这个线程。默认情况下，servlet引擎为每一个请求创建新的线程。因为创建和消除线程是需要系统开销的，这种行为将会引起性能问题。可以通过使用线程池来提升性能。依据所期望的并发用户数量，配置线程池的最大、最小、以及增加数量。在服务启动的时候，servlet引擎使用最小的线程数量创建一个线程池。然后servlet引擎会分配线程给每一个请求，替换原来的创建新的线程，在处理完成后把线程返回给线程池。使用线程池，性能会有一个显著的提升。如果需要，根据线程的最大和增加数量，更多的线程会被创建，添加到池中以供更多的请求使用。
调整方法7：选择正确的包含机制
在jsp中有两种方法使用包含文件：包含指令(<%@ include file="test.jsp" %>) 和包含动作 (<jsp:include page="test.jsp" flush="true" />)。包含指令在转换的过程中包含文件内容；也就是说，在一个页面转换成一个servlet的时候。包含动作在请求处理的阶段包含文件内容；也就是说，在一个用户请求页面的时候。包含指令快于包含动作。因此，除非被包含的内容经常变化，应该使用包含指令提升性能。
调整方法8：选择正确的范围在使用useBean动作
Jsp页面的一个强大功能就是在jsp中交互使用JavaBeans组件。通过使用<jsp:useBean>动作标签，JavaBeans可以被直接的嵌入jsp页面中。语法如下：
<jsp:useBean id="name" scope="page|request|session|application" class=
"package.className" type="typeName">
</jsp:useBean>
范围属性指定了bean的作用范围。它的默认值是page。你可以根据你的系统要求选择正确的范围。否则它会影响到应用系统的性能。
举例说明，如果你需要一个对象仅仅作为请求使用，但是你的范围设置为session，在你完成请求后，这个对象将依然会留在内存中。直到你明确的清楚它为止，通过销毁session，或者session自动超时。假如你没有选择正确的范围，它同样也会影响性能因为过度的内存和垃圾收集。因此，需要正确的设置对象的范围，同时当你使用完成之后，也应该立即去除它们。
其他方法：
避免字符串相加：使用 + 操作会产生很多临时对象，因为String是不可变化(immutable)的对象。越多的 + 操作，越多的临时对象会被创建，造成很大的系统开销。使用StringBuffer替换 + 操作，当你需要字符串相加的时候。
避免使用System.out.println：System.out.println是同步处理的在disk i/o操作中，并且会严重的影响性能。因此最大可能的要避免使用System.out.println。尽管存在强大的调试工具，有时候为了跟踪目的、错误处理、调试程序，还是使用System.out.println。你应该配置System.out.println仅仅在开发和调试情况下使用。使用一个静态的final boolean变量，在生产模式下，配置成false，避免System.out.println的使用。
ServletOutputStream比较PrintWriter：使用PrintWriter会占用一些系统开销，因为它是为处理字符流的输出输出功能。因此PrintWriter应该使用在确保有字符集转换的环境中。换句话说，在你知道servlet返回的仅仅是二进制数据时候，应该使用 ServletOutputStream，这样你可以消除字符转换开销，当servlet容器不用处理字符集转换的时候。
总结
本文的目的是通过一些实践操作，使用性能调整技术，通过提升servlets和jsp页面的性能，进而提升J2EE应用系统的性能。下一次将会涉及性能调整关于EJB (Enterprise JavaBeans), JMS (Java Message Service), and JDBC (Java Database Connectivity)。
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