SUN認證考試知識點(diǎn)：OSCache提升J2EE系統運行性能

　　Cache是一種用于提高系統響應速度、改善系統運行性能的技術(shù)。尤其是在Web應用中，通過(guò)緩存頁(yè)面的輸出結果，可以很顯著(zhù)的改善系統運行性能。本文中作者給大家介紹一個(gè)實(shí)現J2EE框架中Web應用層緩存功能的開(kāi)放源代碼項目----OSCache。通過(guò)應用OSCache，我們不但可以實(shí)現通常的Cache功能，還能夠改善系統的穩定性。

　　1.1 需要處理的特殊動(dòng)態(tài)內容

　　在信息系統建設過(guò)程中我們通常會(huì )遇到這樣的問(wèn)題：

　　1. 基礎數據的變更問(wèn)題

　　信息系統中需要處理的基礎數據的內容短時(shí)間內是不會(huì )發(fā)生變化的，但是在一個(gè)相對長(cháng)一些的時(shí)間里，它卻可能是動(dòng)態(tài)增加或者減少的。

　　舉個(gè)例子：電子商務(wù)中關(guān)于送貨區域的定義，可能短時(shí)間內不會(huì )發(fā)生變化，但是隨著(zhù)電子商務(wù)企業(yè)業(yè)務(wù)的擴大，系統中需要處理的送貨區域就可能增加。所以我們的系統中不得不在每次向客戶(hù)展示送貨區域信息的時(shí)候都和數據庫(假設送貨區域信息保存在數據庫中，這也是通常采用的處理方法)進(jìn)行交互。

　　2. 統計報表(不僅限于統計報表)的問(wèn)題

　　一般來(lái)說(shuō)，統計報表是一個(gè)周期性的工作，可能是半個(gè)月、一個(gè)月或者更長(cháng)的時(shí)間才會(huì )需要更新一次，然而統計報表通常是圖形顯示或者是生成pdf、word、excel等格式的文件，這些圖形內容、文件的生成通常需要消耗很多的系統資源，給系統運行造成很大的負擔。

　　1.2 問(wèn)題的共同點(diǎn)

　　通過(guò)比較分析，不難發(fā)現這兩類(lèi)問(wèn)題有一些共同點(diǎn)：

　　1、被處理的內容短時(shí)間不變，所以短時(shí)間內可以作為靜態(tài)內容進(jìn)行處理

　　2、在一個(gè)不太長(cháng)的時(shí)間內，被處理的內容可能或者必定產(chǎn)生變化，所以必須將他們作為動(dòng)態(tài)內容進(jìn)行處理

　　3、在合理的時(shí)間區段內可以忽略被處理內容變化后帶來(lái)的影響

　　4、對這些內容的處理動(dòng)作比較消耗系統性能，影響系統響應時(shí)間

　　1.3 解決方法

　　緩存技術(shù)可以幫助我們很好的解決這個(gè)問(wèn)題：

　　1、緩存信息

　　當上述的基礎數據或者統計報表第一次被訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，被處理的內容被當作動(dòng)態(tài)信息，基礎數庫從數據庫中獲得，統計報表也會(huì )被生成符合要求的圖形、文件，然后這些信息都會(huì )被放入緩存信息中。

　　2、響應信息由緩存提供

　　當上述的基礎數據或者統計報表繼續被訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，系統將會(huì )首先檢查緩存信息中是否有對應的內容和我們設定的緩存規則，如果符合緩存信息存在而且符合緩存規則，給出的響應將來(lái)自于緩存信息，如果沒(méi)有或者緩存信息已經(jīng)不符合設定的要求，系統將重復上一步的動(dòng)作。

　　很顯然，上面的步驟2中，多數情況下，當用戶(hù)請求到達時(shí)，被處理的內容將來(lái)自于緩存，所以大大的減少了與數據庫的交互，或者不再需要為每個(gè)請求都生成一次報表圖形或者文件，這部分工作的減少對于降低系統性能消耗、提高系統穩定性和并發(fā)處理能力是非常有益的。

　　2 OSCache簡(jiǎn)介

　　OSCache是OpenSymphony組織提供的一個(gè)J2EE架構中Web應用層的緩存技術(shù)實(shí)現組件，它的出現解決了我們面臨的問(wèn)題。 OSCache目前最新的穩定版本是2.0，本文中的例子都是基于這個(gè)版本的，如果大家運行例子的過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題，請首先確認是否采用了正確的軟件版本。

　　2.1 主要特征

　　1. 兼容多種支持JSP的web服務(wù)器

　　已經(jīng)通過(guò)兼容測試的web服務(wù)器包括OrionServer (1.4.0或者以上版本) 、Macromedia JRun (3.0或者以上版本) 、BEA Weblogic (7.x或者以上版本) 、IBM Websphere (5.0版本)、Silverstream (3.7.4版本)、Caucho Resin (1.2.3或者以上版本)、Tomcat (4.0或者以上版本) ，其他支持servlet2.3、jsp1.2的web服務(wù)器應該都是完全兼容OSCache的。

　　2. 可選的緩存區

　　你可以使用內存、硬盤(pán)空間、同時(shí)使用內存和硬盤(pán)或者提供自己的其他資源(需要自己提供適配器)作為緩存區。

　　使用內存作為緩存區將可以提供更好的性能 使用硬盤(pán)作為緩存區可以在服務(wù)器重起后迅速恢復緩存內容 同時(shí)使用內存和硬盤(pán)作為緩存區則可以減少對內存的占用

　　3. 靈活的緩存系統

　　OSCache支持對部分頁(yè)面內容或者對頁(yè)面級的響應內容進(jìn)行緩存，編程者可以根據不同的需求、不同的環(huán)境選擇不同的緩存級別。

　　4. 容錯

　　在一般的web應用中，如果某個(gè)頁(yè)面需要和數據庫打交道，而當客戶(hù)請求到達時(shí)，web應用和數據庫之間無(wú)法進(jìn)行交互，那么將返回給用戶(hù)"系統出錯"或者類(lèi)似的提示信息，如果使用了OSCache的話(huà)，你可以使用緩存提供給用戶(hù)，給自己贏(yíng)得維護系統或者采取其他補救的時(shí)間。

　　其它特性還包括對集群的支持、緩存主動(dòng)刷新等特性，大家可以參考OpenSymphony網(wǎng)站上的其他資源獲取更多的信息。

　　3 OSCache組件的安裝

　　OSCache是一個(gè)基于web應用的組件，他的安裝工作主要是對web應用進(jìn)行配置，大概的步驟如下：

　　1. 下載、解壓縮OSCache

　　請到OSCache的主頁(yè)http://www.opensymphony.com/oscache/download.html下載Oscache的最新版本，作者下載的是OSCache的最新穩定版本2.0。

　　將下載后的。Zip文件解壓縮到c:\oscache(后面的章節中將使用%OSCache_Home%來(lái)表示這個(gè)目錄)目錄下

　　2. 新建立一個(gè)web應用

　　3. 將主要組件%OSCache_Home%\oscache.jar放入WEB-INF\lib目錄

　　4. commons-logging.jar、commons-collections.jar的處理

　　OSCache組件用Jakarta Commons Logging來(lái)處理日志信息，所以需要commons-logging.jar的支持，請將%OSCache_Home%\lib\core\commons-logging.jar放入classpath(通常意味著(zhù)將這個(gè)文件放入WEB-INF\lib目錄) 如果使用JDK1.3,請將%OSCache_Home%\lib\core\commons-collections.jar放入classpath，如果使用JDK1.4或者以上版本，則不需要了 5. 將oscache.properties、oscache.tld放入WEB-INF\class目錄

　　%OSCache_Home%\oscache.properties包含了對OSCache運行特征值的設置信息 %OSCache_Home%\oscache.tld包含了OSCache提供的標簽庫的定義內容 6. 修改web.xml文件

　　在web.xml文件中增加下面的內容，增加對OSCache提供的taglib的支持：

　　oscache /WEB-INF/classes/ oscache.tld

　　4 開(kāi)始使用OSCache中的緩存組件

　　OSCache中按照緩存范圍的不同分為兩種不同的方式：一種是緩存JSP頁(yè)面中部分或者全部?jì)热�，一種是基于整個(gè)頁(yè)面文件的緩存。

　　4.1 JSP部分內容緩存

　　4.1.1 Cache-OSCache提供的緩存標簽

　　這是OSCache提供的標簽庫中最重要的一個(gè)標簽，包括在標簽中的內容將應用緩存機制進(jìn)行處理，處理的方式將取決于編程者對cache標簽屬性的設置。

　　第一次請求到達時(shí)，標簽中的內容被處理并且緩存起來(lái)，當下一個(gè)請求到達時(shí)，緩存系統會(huì )檢查這部分內容的緩存是否已經(jīng)失效，主要是以下幾項：

　　1. 緩存時(shí)間超過(guò)了cache標簽設置的time或者duration屬性規定的超時(shí)時(shí)間 2. cron屬性規定的時(shí)間比緩存信息的開(kāi)始時(shí)間更晚 3. 標簽中緩存的內容在緩存后又被重新刷新過(guò) 4. 其他緩存超期設定 如果符合上面四項中的任何一項，被緩存的內容視為已經(jīng)失效，這時(shí)被緩存的內容將被重新處理并且返回處理過(guò)后的信息，如果被緩存的內容沒(méi)有失效，那么返回給用戶(hù)的將是緩存中的信息。

　　cache標簽的屬性說(shuō)明:

　　key - 標識緩存內容的關(guān)鍵詞。在指定的作用范圍內必須是唯一的。默認的key是被訪(fǎng)問(wèn)頁(yè)面的URI和后面的請求字符串。

　　你可以在同一個(gè)頁(yè)面中使用很多cache標簽而不指定他的key屬性，這種情況下系統使用該頁(yè)面的URI和后面的請求字符串，另外再自動(dòng)給這些key增加一個(gè)索引值來(lái)區分這些緩存內容。但是不推薦采用這樣的方式。

　　scope - 緩存發(fā)生作用的范圍，可以是application或者session

　　time - 緩存內容的時(shí)間段，單位是秒，默認是3600秒，也就是一個(gè)小時(shí)，如果設定一個(gè)負值，那么這部分被緩存的內容將永遠不過(guò)期。

　　duration - 指定緩存內容失效的時(shí)間，是相對time的另一個(gè)選擇，可以使用簡(jiǎn)單日期格式或者符合USO-8601的日期格式。如：duration='PT5M' duration='5s'等

　　refresh - false 或者true。

　　如果refresh屬性設置為true，不管其他的屬性是否符合條件，這部分被緩存的內容都將被更新，這給編程者一種選擇，決定什么時(shí)候必須刷新。

　　mode - 如果編程者不希望被緩存的內容增加到給用戶(hù)的響應中，可以設置mode屬性為"silent"

　　其它可用的屬性還包括：cron 、groups、language、refreshpolicyclass、refreshpolicyparam。

　　上面的這些屬性可以單獨使用，也可以根據需要組合使用，下面的例子將講解這些常用屬性的使用方式。

　　4.1.2 Cache標簽實(shí)例分析:

　　1. 最簡(jiǎn)單的cache標簽用法

　　使用默認的關(guān)鍵字來(lái)標識cache內容，超時(shí)時(shí)間是默認的3600秒

　　2. 用自己指定的字符串標識緩存內容，并且設定作用范圍為session。 3.動(dòng)態(tài)設定key值，使用自己指定的time屬性設定緩存內容的超時(shí)時(shí)間，使用動(dòng)態(tài)refresh值決定是否強制內容刷新。

　　因為OSCache使用key值來(lái)標識緩存內容，使用相同的key值將會(huì )被認為使用相同的的緩存內容，所以使用動(dòng)態(tài)的key值可以自由的根據不同的角色、不同的要求決定使用不同的緩存內容。

　　4. 設置time屬性為負數使緩存內容永不過(guò)期 5. 使用duration屬性設置超期時(shí)間 6. 使用mode屬性使被緩存的內容不加入給客戶(hù)的響應中 4.2 用CashFilter實(shí)現頁(yè)面級緩存

　　在OSCache組件中提供了一個(gè)CacheFilter用于實(shí)現頁(yè)面級的緩存，主要用于對web應用中的某些動(dòng)態(tài)頁(yè)面進(jìn)行緩存，尤其是那些需要生成pdf格式文件/報表、圖片文件等的頁(yè)面，不僅減少了數據庫的交互、減少數據庫服務(wù)器的壓力，而且對于減少web服務(wù)器的性能消耗有很顯著(zhù)的效果。

　　這種功能的實(shí)現是通過(guò)在web.xml中進(jìn)行配置來(lái)決定緩存哪一個(gè)或者一組頁(yè)面，而且還可以設置緩存的相關(guān)屬性，這種基于配置文件的實(shí)現方式對于J2EE來(lái)說(shuō)應該是一種標準的實(shí)現方式了。

　　[注] 只有客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)返回http頭信息中代碼為200(也就是訪(fǎng)問(wèn)已經(jīng)成功)的頁(yè)面信息才能夠被緩存

　　1. 緩存單個(gè)文件

　　修改web.xml，增加如下內容，確定對/testContent.jsp頁(yè)面進(jìn)行緩存。

　　1.CacheFilter

　　2.com.opensymphony.oscache.web.filter.CacheFilter

　　3.CacheFilter

　　4./testContent.jsp

　　2. 緩存URL pattern

　　修改web.xml，增加如下內容，確定對*.jsp頁(yè)面進(jìn)行緩存。

　　5.CacheFilter

　　6.com.opensymphony.oscache.web.filter.CacheFilter

　　7.CacheFilter

　　8.*.jsp

　　3. 自己設定緩存屬性

　　在頁(yè)面級緩存的情況下，可以通過(guò)設置CacheFilter的初始屬性來(lái)決定緩存的一些特性：time屬性設置緩存的時(shí)間段，默認為3600秒，可以根據自己的需要只有的設置，而scope屬性設置，默認為application，可選項包括application、session

　　9.CacheFilter

　　10.com.opensymphony.oscache.web.filter.CacheFilter

　　11.time

　　12.600

　　13.scope

　　14.session

　　15.CacheFilter

　　16.*.jsp

　　5 性能測試結果

　　5.1 測試環(huán)境

　　系統平臺：windows 2000 高級服務(wù)器/ P3 800 /512M內存

　　web服務(wù)器：websphere 5.0

　　數據庫服務(wù)器：mysql 4.0.18-nt

　　性能測試用工具：apache Jmeter

　　5.2 測試計劃

　　這次性能測試對比方為使用緩存和不使用緩存兩種，他們的訪(fǎng)問(wèn)代碼都是一樣的：通過(guò)數據源從本地mysql數據庫中獲取person表的所有記錄，然后顯示在頁(yè)面上。

　　測試中將模仿10個(gè)用戶(hù)，每個(gè)用戶(hù)發(fā)起5次請求，然后統計所有訪(fǎng)問(wèn)花費的時(shí)間。

　　5.3 測試結果

　　使用緩存后的測試結果 不使用緩存時(shí)的測試結果

　　所有請求花費的總時(shí)間(毫秒) 20569 22870

　　6 應用OSCache提升J2EE系統運行性能總結

　　在J2EE系統中，我們經(jīng)常需要處理一些特殊的動(dòng)態(tài)內容，這些內容在一個(gè)時(shí)間段內的變更非常有限，但是又不得不將他們確定為動(dòng)態(tài)內容進(jìn)行輸出，而且非常消耗數據庫系統資源或者web服務(wù)器的資源，這時(shí)我們就可以采用Cache----一種用于提高系統響應速度、改善系統運行性能的技術(shù)----來(lái)優(yōu)化我們的系統。尤其是在Web應用中，這種處理可以很顯著(zhù)的改善系統運行性能。

【SUN認證考試知識點(diǎn)：OSCache提升J2EE系統運行性能】相關(guān)文章：

SUN認證考試流程01-15

SUN認證考試科目01-11

SUN認證考試簡(jiǎn)介07-14

SUN認證考試項目01-11

2017年SUN認證考試常見(jiàn)知識點(diǎn)09-30

sun java認證考試介紹10-23

Sun Java認證考試科目08-30

SUN認證考試知識點(diǎn)：java servlet生命周期09-25

Sun考試認證題目解析201610-06

sun java認證考試報考指南10-18