通過JSP的預(yù)編譯消除性能瓶頸

開辟這個專欄的目的是為了向大家介紹在使用WebLogic Sever時，能普遍用到的非J2EE開發(fā)方面的問題。開發(fā)者和管理者同樣會發(fā)現(xiàn)這個專欄非常有價值，因為這些文章既適用于開發(fā)又適用于最終產(chǎn)品的應(yīng)用。此外，它很大程度上利用了來自于該領(lǐng)域和工程實驗室的經(jīng)驗，它提供了對實際問題的詳細(xì)解答。

JSP預(yù)編譯的必要性

本月的文章著眼于移除潛在的系統(tǒng)性能瓶頸，它通過解決一個最普通的問題――在服務(wù)器運行時間中的JSP (JavaServer Page)編譯的系統(tǒng)開銷問題，這個問題困擾著幾乎所有的J2EE發(fā)展計劃。雖然JSP是在J2EE應(yīng)用范圍內(nèi)呈現(xiàn)動態(tài)HTML視圖的理想選擇，但在某種程度上它們會影響性能，這比錯誤的更令人討厭，給人的第一感覺是該程序很慢。

根據(jù)J2EE規(guī)范，JSP主要是HTML文件，在它里面包含著Java代碼用來和其他的系統(tǒng)組件進(jìn)行交互以及動態(tài)的顯示信息。規(guī)范規(guī)定所有的J2EE編譯應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)當(dāng)支持JSP，客戶請求一個特定的JSP，將：

●         轉(zhuǎn)換JSP從HTML格式成為servlet類型的Java類（Java源格式），用簡寫的JSP符號代替完全符合規(guī)定的Java語法

●         將新產(chǎn)生的Java源文件編譯成.class字節(jié)碼形式

●         在新編譯的類上執(zhí)行適當(dāng)?shù)慕涌诜椒ú⑶覍�客戶端請求返回響�?yīng)。

雖然從發(fā)展的觀點來看對于在表示層內(nèi)管理動態(tài)HTML的產(chǎn)生這是最好的途徑，但它影響到服務(wù)器的運行時間環(huán)境，要求JSP被解析、轉(zhuǎn)變成Java代碼，并且在它去處理一個特定的客戶端請求之前被編譯。對最終用戶明顯的影響是，一個響應(yīng)將會被延遲知道給定的JSP文件被編譯通過�？紤]到一個特定的用戶請求可能用到兩個或多個JSP文件，因此編譯狀態(tài)必需的時間增加了很多倍。

對第一個請求一個特定的JSP頁面并且迫使被請求的文件進(jìn)行初始編譯的終端用戶，會感覺應(yīng)用程序很慢并且沒有響應(yīng)。 雖然這樣的感覺可能存在，但是對于特定的JSP文件的編譯過程通常在給定的應(yīng)用服務(wù)器虛擬機實例的生命周期中完成一次。 因此，它對性能總體上的影響被考慮成一種障礙，而不是對應(yīng)用程序總響應(yīng)時間的一個嚴(yán)重的障礙。然而，在生產(chǎn)環(huán)境中為了傳送基于JSP的J2EE應(yīng)用程序的生產(chǎn)系統(tǒng)，必須克服JSP的缺陷并且對最終用戶進(jìn)行透明的編譯。

這樣，生產(chǎn)環(huán)境如何能受益于JSP文件，還要避免運行時編譯的性能打擊？答案是簡單的：執(zhí)行一個一般作為JSP預(yù)編譯的過程。 借用JSP預(yù)編譯，已經(jīng)被預(yù)編譯的在脫機環(huán)境中的JSP文件和他們的編譯結(jié)果被部署在生產(chǎn)環(huán)境中。如果結(jié)果類文件的預(yù)編譯和部署正確的完成，應(yīng)用程序服務(wù)器將會為JSP文件運行先前的編譯類，并且在運行中將不強制對特定的請求進(jìn)行再編譯。 這樣產(chǎn)生了一種情況，應(yīng)用程序的操作避免了多余的編譯開銷，允許系統(tǒng)管理員移除對系統(tǒng)總性能會造成影響的一個已知的瓶頸。

不同的方法論和途徑

沒有人懷疑JSP預(yù)編譯的承諾聽起來令人興奮。 然而，為了要實現(xiàn)這樣的承諾，你必須首先了解能夠執(zhí)行這個技術(shù)的不同途徑，以及它們各自優(yōu)點和缺點。

運行應(yīng)用程序進(jìn)行強制預(yù)編譯

用于實現(xiàn)JSP預(yù)編譯最顯而易見的方法是在產(chǎn)品發(fā)布前，通過請求在應(yīng)用程序中的所有可能的JSP頁面，因此編譯在終端用戶訪問站點前完成。它既可以通過第一次人工瀏覽整個站點時完成也可以通過從測試系列應(yīng)用程序或其他腳本語言的客戶端（例如LoadRunner 或 SilkPerformer）發(fā)動自動請求來實現(xiàn)。 當(dāng)使用這種方法（可能是所有的JSP預(yù)編譯方法中的最簡單的而又較下策的一個方法）時，他的缺點很快就顯現(xiàn)出來了。也許最大的缺點是很難實現(xiàn)跨集群環(huán)境，在集群環(huán)境中，用該方法對于單一節(jié)點的實例發(fā)送的請求依集群中的節(jié)點數(shù)量成倍的增加。而且，當(dāng)這個集群是由一個或更多的Web服務(wù)器或硬件負(fù)載權(quán)衡者來代理時，更難保證在一個集群的環(huán)境中每個服務(wù)器實例都進(jìn)行JSP預(yù)編譯，因為一般沒有方法來搞清代理最初把請求轉(zhuǎn)到哪個應(yīng)用服務(wù)器。此外，在應(yīng)用服務(wù)器每次重啟時，這個方法必須執(zhí)行，當(dāng)站點很小時，不能一次實現(xiàn)所有的編譯就會很痛苦。因此，我們不推薦這種JSP預(yù)編譯的方法。

使用編譯工具來實現(xiàn)預(yù)編譯

因為人工執(zhí)行一個站點應(yīng)用程序來強制JSP預(yù)編譯在真實的產(chǎn)品環(huán)境中是一個較大的缺點，在預(yù)編譯運行期間選擇編譯JSP，使其變成為servlets變得更令人心動。幸運地，WLS提供了二個方法。第一種方法在服務(wù)器啟動部署一個特定的Web應(yīng)用程序的時候執(zhí)行預(yù)編譯（declarative預(yù)編譯），第二種方法是命令行Java工具（weblogic.jspc）允許過程在完全脫機的情況下處理（程序方式的預(yù)編譯）。兩種方法都有它們的優(yōu)點，程序方式的預(yù)編譯在兩者中有更靈活的選項，并且提供更讓人無法抗拒的理由來使用它。

DECLARATIVE預(yù)編譯

對于在WLS下公布的預(yù)編譯，一個特定的Web應(yīng)用程序（獨立的或者作為EAR的一部分）能夠被配置，因此所有的JSP在應(yīng)用程序部署（服務(wù)器啟動時）和重新部署（運行時）期間里被預(yù)編譯。對WEB-INF/ weblogic.xml部署描述符要做必要的配置變化，使用預(yù)編譯<jsp-param/>指令，如下：

<weblogic-web-app>
…
<jsp-descriptor>
<jsp-param>
<param-name>precompile</param-name>
<param-value>true</param-value>
</jsp-param>
</jsp-descriptor>
…
</weblogic-web-app>

在一個特定的Web應(yīng)用程序上進(jìn)行部署（或重新部署），如果上述的參數(shù)被設(shè)定成真， WLS 將會在WAR內(nèi)嘗試預(yù)編譯所有的JSP文件，在程序中從 Web 應(yīng)用程序的根目錄下循環(huán)的運行它的方法( 略過Web-INF) 。以. jsp 或 .JSP為擴展名的文件都變成了編譯的對象。 被編譯后的文件被以適當(dāng)?shù)陌�目錄結(jié)構(gòu)形式被放置在Web 應(yīng)用程序的臨時工作目錄下面（默認(rèn)在Web-INF子目錄中，除非在 weblogic.xml 里有特別說明）。

這個方法是到目前為止進(jìn)行JSP預(yù)編譯最方便的途徑（“flick-a-switch” 途徑），他有許多指出來毫無意義的缺點。如果一個錯誤在JSP的編譯期間或在部署(或重新部署) 的時候發(fā)生，Web 應(yīng)用程序的預(yù)編譯將會在例外處暫停。另外，如果在一個特定的Web應(yīng)用程序里面有許多JSP文件的情況，declarative預(yù)編譯顯著的影響著部署時間，阻斷部署直到所有的文件都被編譯。對于大型的應(yīng)用程序，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)以百計的JSP 文件以declarative預(yù)編譯被執(zhí)行的時候，這種部署時間趨向以分鐘來計算 (在某些情況10到15分鐘，其他情況可能更長時間)。設(shè)想開始一個服務(wù)器實例，在一個特定的Web應(yīng)用程序周期內(nèi)進(jìn)入部署狀態(tài)用declarative 預(yù)編譯激活。如果在應(yīng)用內(nèi)有很多的JSP文件以及部署，接近完成時就已經(jīng)花費了大量的時間，在編譯期間由于拋出一個例外而突然失敗，當(dāng)然會引起挫折感。雖然起先看起來比較方便，但declarative 編譯對生產(chǎn)系統(tǒng)管理造成重大的風(fēng)險，因此應(yīng)該在經(jīng)過慎重的考慮后再使用它。

程序方式的預(yù)編譯

在WLS下最可靠的預(yù)編譯JSP的方法是使用Java命令行，weblogic.jspc，它位于WLS安裝的lib目錄之下的weblogic.jar文件中。這個工具允許開發(fā)者在發(fā)展階段和在部署前解決編譯時間問題的時候編譯需要的JSP文件。它也為生產(chǎn)系統(tǒng)提供一個有能力實現(xiàn)JSP預(yù)編譯的管理員。這種用法的主要好處是：

●         文件可以被預(yù)編譯一次然后可以被多次部署。（這不被服務(wù)器實例的重復(fù)利用所影響）

●         編譯時的例外可以被預(yù)先解決而不影響部署。

●         類可以通過集群部署。

使用weblogic.jspc的缺點是需要人工干涉，并且它在開發(fā)時并當(dāng)在JSP文件變得過時的時候必須被重新運行。然而，考慮到前面的兩個方法的討論，我們幾乎不能將這種不方便當(dāng)成該方法的一個缺點，因此推薦它作為最可靠和最靈活的機制來實現(xiàn)JSP預(yù)編譯。

執(zhí)行weblogic.jspc

為了更有效的使用weblogic.jspc，你必須首先了解它的用法和語法。這篇文章我們將利用WLS6.1 SP2的工具的功能。注意：下面給出的語法和最好的慣例應(yīng)該應(yīng)用于WLS 6.1的所有版本以及新的WLS 7.0。

為了調(diào)用命令行JSP編譯器（weblogic.jspc），你必須確定下面的內(nèi)容：

●         PATH環(huán)境變量必須包含你機器上安裝的J2SE1.3包的二進(jìn)制目錄（例如，/opt/j2se/1.3.1/sdk/bin 或者c:\sunsoft\j2se\1.3.1\sdk\bin），以獲得JVM運行時的支持。如果你打算使用javac作為你的JSP編譯的Java編譯器，要確定PATH包含全部Java 1.3 的軟件開發(fā)工具包（SDK）的二進(jìn)制目錄，并且不僅僅是JRE（Java Runtime Engine，Java運行時間引擎），因為沒有編譯器和JRE關(guān)聯(lián)。 如果你打算使用一個編譯器而不是javac（例如 Jikes），也要為那個編譯器確定在PATH中包含正確的目錄。

●         設(shè)置Java系統(tǒng)類路徑用來包含來自WLS 6.1 SP2 安裝目錄的weblogic.jar文件，通過在產(chǎn)品庫目錄下默認(rèn)建立（例如，/opt/bea/wlserver6.1/lib/weblogic.jar或者c:\bea\wlserv  -er6.1\lib\weblogic.jar）。此外，請確定在JSP編譯階段中你可能需要的參考類（JAR或類文件）也在你的類路徑中。

在第一次執(zhí)行weblogic.jspc之前，你需要測試你的命令行配置是否是按上述配置。它可以通過簡單運行一個WLS版本檢查來完成，使用命令“java weblogic.version”，這個命令應(yīng)該返回下面的內(nèi)容：

which should return the following:
WebLogic Server 6.1 SP2 12/18/2001 11:13:46
#154529
WebLogic XML Module 6.1 SP2 12/18/2001
11:28:02 #154529

如果你的輸出和上面的不相似（和你運行的版本相對應(yīng)），在進(jìn)行JSP預(yù)編譯前，要重新訪問PATH和類路徑變量將其設(shè)置成你的當(dāng)前命令行環(huán)境。

一般的weblogic.jspc的語法如下面給出的：

java weblogic.jspc [options] <jsp files>...

在一個編譯器的單一調(diào)用中默認(rèn)情況下JSP編譯器可以編譯一個JSP文件或一組JSP文件，并且可以通過設(shè)置命令行選項，編譯器可以以不同的方法工作。下面給出一個例子：

java
weblogic.jspc
-webapp mywebapp
-compiler javac
-compileFlags "-g"
-classpath /u/apps/dist/src/lib.jar
-d .
-package com.slackwerks.mywebapp.jsp
-commentary
-keepgenerated
-k
mywebapp\index.jsp

這篇文章只列舉了一個例子，如果你要想更加了解weblogic.jspc如何能在你的環(huán)境中使用和管理的話，請參閱www.slackwerks.com/wldj，我們提供了對整套的工作選項，使用的含義以及相關(guān)聯(lián)問題的討論。

結(jié)論

雖然關(guān)于JSP預(yù)編譯的問題較多，但許多的途徑可以解決。然而，考慮到上文所說的那些優(yōu)點和缺點，應(yīng)該較容易的看出經(jīng)由weblogic.jspc預(yù)編譯的程序方式是為克服JSP固有的缺點的一個靈活的選項。在開發(fā)階段的早期，熟悉該工具將改善生產(chǎn)期間應(yīng)用程序的管理和性能狀況。