高性能、高弹性的JSP和Servlet的性能优化

你的J2EE应用是不是运行的很慢？它们能不能承受住不断上升的访问量？本文讲述了开发高性能、高弹性的JSP页面和Servlet的性能优化技术。其意 思是建立尽可能快的并能适应数量增长的用户及其请求。在本文中，我将带领你学习已经实践和得到证实的性能调整技术，它将大大地提高你的servlet和 jsp页面的性能，进而提升J2EE的性能。这些技术的部分用于开发阶段，例如，设计和编码阶段。另一部分技术则与配置相关。

技术1：在HttpServlet init()方法中缓存数据
服 务器会在创建servlet实例之后和servlet处理任何请求之前调用servlet的init()方法。该方法在servlet的生命周期中仅调用 一次。为了提高性能，在init()中缓存静态数据或完成要在初始化期间完成的代价昂贵的操作。例如，一个最佳实践是使用实现了 javax.sql.DataSource接口的JDBC连接池。DataSource从JNDI树中获得。每调用一次SQL就要使用JNDI查找 DataSource是非常昂贵的工作，而且严重影响了应用的性能。Servlet的init()方法可以用于获取DataSource并缓存它以便之后 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;
}
...
...
}

技术2：禁用servlet和Jsp的自动装载功能
当 每次修改了Servlet/JSP之后，你将不得不重新启动服务器。由于自动装载功能减少开发时间，该功能被认为在开发阶段是非常有用的。但是，它在运行 阶段是非常昂贵的；servlet/JSP由于不必要的装载，增加类装载器的负担而造成很差的性能。同样，这会使你的应用由于已被某种类装载器装载的类不 能和当前类装载器装载的类不能相互协作而出现奇怪的冲突现象。因此，在运行环境中为了得到更好的性能，关闭servlet/JSP的自动装载功能。

技术3：控制HttpSession
许 多应用需要一系列客户端的请求，因此他们能互相相关联。由于HTTP协议是无状态的，所以基于Web的应用需要负责维护这样一个叫做session的状 态。为了支持必须维护状态的应用，Java servlet技术提供了管理session和允许多种机制实现session的API。HttpSession对象扮演了session，但是使用它需 要成本。无论何时HttpSession被使用和重写，它都由servlet读取。你可以通过使用下面的技术来提高性能：
在JSP页面中不要创建默认的HttpSession:默认情况下，JSP页面创建HttpSession。如果你在JSP页面中不用HttpSession，为了节省性能开销，使用下边的页面指令可以避免自动创建HttpSession对象：
< %@ page session="false"%>
不 要将大的对象图存储在HttpSession中：如果你将数据当作一个大的对象图存储在HttpSession中，应用服务器每次将不得不处理整个 HttpSession对象。这将迫使Java序列化和增加计算开销。由于序列化的开销，随着存储在HttpSession对象中数据对象的增大，系统的 吞吐量将会下降。
用完后释放HttpSession：当不在使用HttpSession时，使用HttpSession.invalidate()方法使sesion失效。
设 置超时值：一个servlet引擎有一个默认的超时值。如果你不删除session或者一直把session用到它超时的时候，servlet引擎将把 session从内存中删除。由于在内存和垃圾收集上的开销，session的超时值越大，它对系统弹性和性能的影响也越大。试着将session的超时 值设置的尽可能低。

技术4：使用gzip压缩
压缩是删除冗余信息的作法，用尽可能小的空间描述你的信息。使用 gzip（GNU zip）压缩文档能有效地减少下载HTML文件的时间。你的信息量越小，它们被送出的速度越快。因此，如果你压缩了由你web应用产生的内容，它到达用户 并显示在用户屏幕上的速度就越快。不是任何浏览器都支持gzip压缩的，但检查一个浏览器是否支持它并发送gzip压缩内容到浏览器是很容易的事情。下边 的代码段说明了如何发送压缩的内容。

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();

}
...
...　　　　　　　　　　　　
}　

技术5：不要使用SingleThreadModel
SingleThreadModel 保证servlet一次仅处理一个请求。如果一个servlet实现了这个接口，servlet引擎将为每个新的请求创建一个单独的servlet实例， 这将引起大量的系统开销。如果你需要解决线程安全问题，请使用其他的办法替代这个接口。SingleThreadModel在Servlet 2.4中是不再提倡使用。

技术6：使用线程池
servlet引擎为每个请求创建一个单独的线程，将该线程指派给 service()方法，然后在service()方法执行完后删除该线程。默认情况下，servlet引擎可能为每个请求创建一个新的线程。由于创建和 删除线程的开销是很昂贵的，于是这种默认行为降低了系统的性能。我们可以使用线程池来提高性能。根据预期的并发用户数量，配置一个线程池，设置好线程池里 的线程数量的最小和最大值以及增长的最小和最大值。起初，servlet引擎创建一个线程数与配置中的最小线程数量相等的线程池。然后servlet引擎 把池中的一个线程指派给一个请求而不是每次都创建新的线程，完成操作之后，servlet引擎把线程放回到线程池中。使用线程池，性能可以显著地提高。如 果需要，根据线程的最大数和增长数，可以创建更多的线程。

技术7：选择正确的包括机制
在JSP页面中，有两中方式 可以包括文件：包括指令(< %@ include file="test.jsp" %>)和包括动作(< jsp:include page="test.jsp" flush="true" />)。包括指令在编译阶段包括一个指定文件的内容；例如，当一个页面编译成一个servlet时。包括动作是指在请求阶段包括文件内容；例如，当 一个用户请求一个页面时。包括指令要比包括动作快些。因此除非被包括的文件经常变动，否则使用包括指令将会获得更好的性能。

技术8：在useBean动作中使用合适的范围
使用JSP页面最强大方式之一是和JavaBean组件协同工作。JavaBean使用< jsp:useBean>标签可以嵌入到JSP页面中。语法如下：
< jsp:useBean id="name" scope="page|request|session|application" class=
"package.className" type="typeName">
< /jsp:useBean>
scope属性说明了bean的可见范围。scope属性的默认值是page。你应该根据你应用的需求选择正确的范围，否则它将影响应用的性能。
例 如，如果你需要一个专用于某些请求的对象，但是你把范围设置成了session，那么那个对象将在请求结束之后还保留在内存中。它将一直保留在内存中除非 你明确地把它从内存中删除、使session无效或session超时。如果你没有选择正确的范围属性，由于内存和垃圾收集的开销将会影响性能。因此为对 象设置合适的范围并在用完它们之后立即删除。
杂项技术
避免字符串连接：由于String对象是不可变对象，使用“＋”操作符将会导致创建大量的零时对象。你使用的“＋”越多，产出的零时对象就越多，这将影响性能。当你需要连接字符串时，使用StringBuffer替代“＋”操作。
避 免使用System.out.println：System.out.println同步处理磁盘输入/输出，这大大地降低了系统吞吐量。尽可能地避免使 用System.out.println。尽管有很多成熟的调试工具可以用，但有时System.out.println为了跟踪、或调试的情况下依然很 有用。你应该配置System.out.println仅在错误和调试阶段打开它。使用final Boolean型的变量，当配置成false时，在编译阶段完成优化检查和执行跟踪输出。
ServletOutputStream 与 PrintWriter比较：由于字符输出流和把数据编码成字节，使用PrintWriter引入了小的性能开销。因此，PrintWriter应该用在 所有的字符集都正确地转换做完之后。另一方面，当你知道你的servlet仅返回二进制数据，使用ServletOutputStream，因为 servlet容器不编码二进制数据，这样你就能消除字符集转换开销。

总结
本文的目的是展示给你一些实践的和已经证实的用于提高servlet和JSP性能的性能优化技术，这些将提高你的J2EE应用的整体性能。下一步应该观察其他相关技术的性能调整，如EJB、JMS和JDBC等。