這篇文章對上面描述的技術做了改進，透過使用JSP 2.0表達式語言（EL），允許JSP頁面為每個請求和使用者自訂快取內容。快取頁面片段可以包含未被JSP容器賦值的JSP表達式，在每個頁面被執行時，由自訂標籤來決定這些表達式的值。因此，動態內容的建立被最優化，但是快取片段可以含有部分由每個請求使用本機JSP表達式語言產生的內容。透過JSP 2.0 EL API的幫助，Java開發者可以用表達式語言來使其成為可能。
內容快取VS資料快取
內容快取不是唯一的選擇。例如， 從資料庫中提取的資料同樣可以被快取。事實上，由於儲存的資訊中不包含HTML markup，以及要求較少的內存，資料快取可能更加高效率。然而在很多情況下，記憶體快取更容易實現。假設在某個案例總，一個應用由大量事務對象，佔用重要的CPU資源，產生複雜的數據，並且用JSP頁面來呈現這些數據。工作一切良好，直到某天突然地伺服器的負載增加，需要緊急解決方案。這時在事務物件和呈現表達層之間建立一個快取層，時一個非常不錯且有效的方案。但是必須非常快速且流暢地修改快取動態內容的JSP頁面。相對於簡單的JSP頁面編輯，應用程式的業務邏輯變更通常要求更多的工作量和測試；另外，如果一個頁面從多個複合來源聚合資訊時，Web層僅有少量的變更。問題在於，當快取資訊變得失去時效時，快取空間需要被釋放，而交易物件應該知道何時發生這種情況。然而，選擇實現內容緩存還是資料緩存，或者其他的最佳化技術，有很多不得不考慮的因素，有時是所開發的程式所特殊要求的。 資料快取和內容快取沒有必要互相排斥，它們可以一起使用。例如，在資料庫驅動的應用中；從資料庫中提取出來的數據，和呈現該資料的HTML分別被快取起來。這與使用JSP即時產生的模板有些相似。這篇文章中討論的基於EL API技術說明如何使用JSP EL來將資料載入到呈現範本中。
使用JSP變數快取動態內容
每當實作一個快取機制是，都需要一個儲存快取物件的方法，在這篇文章中涉及的是String類型的物件。 一種選擇是使用物件－快取框架結構，或使用Java maps來實作自訂的快取方案。 JSP已經擁有了稱為「scoped attributes」或「JSP variables」來提供ID——object映射，這正是快取機制所需要的。對於使用page或request scope，這是沒有意義的，而在應用範圍內，這是一個很好的存儲緩存內容的位置， 因為它被所有的用戶和頁面共享。當每個使用者需要單獨快取時，Session scope也可以被使用，但這不是很有效率。 JSTL標籤庫可以被是與那個來快取內容，透過使用JSP變數如下例所示：
＜%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %＞
＜c:if test="${empty cachedFragment}"＞
＜c:set var="cachedFragment" scope="application"＞
…
＜/c:set＞＜/c:if＞ |
快取頁面片段以下列語句輸出結果：
${applicationScope.cachedFragment} |
當快取片段需要被每個請求所客製化的時候，到底發生了什麼事？
例如，如果希望包含一個計數器，則需要快取兩個片段：
＜%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %＞
＜c:if test="${sessionScope.counter == null}"＞
＜c:set var="counter" scope="session" value="0"/＞
＜/c:if＞＜c:set var="counter" value="${counter+1}" scope="session"/＞
＜c:if test="${empty cachedFragment1}"＞
＜c:set var="cachedFragment1" scope="application"＞
…
＜/c:set＞＜/c:if＞＜c:if test="${empty cachedFragment2}"＞
＜c:set var="cachedFragment2" scope="application"＞
…
＜/c:set＞＜/c:if＞ |
可以使用下面語句輸出快取內容：
${cachedFragment1} ${counter} ${cachedFragment2} |
透過專門的標籤庫的幫助，需要自訂的頁面片段的快取變得異常容易了。上面已經提及，快取內容可以被開始標籤（＜jc:cache＞）和結尾標籤（＜/jc:cache＞）封裝起來。而每一個自訂可以使用另一個標籤（＜jc:dynamic expr="..."/＞）輸出一個JSP表達式（${...}）來表現。動態內容用JSP表達式快取並在每一次快取內容被輸出時賦值。在下面的部分可以看到這是如何實現的。 Counter.jsp快取了一個包含計數器的頁面片段，當每個使用者刷新這個頁面的時候計數器會自動＋1。
＜%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %＞
＜%@ taglib prefix="jc" uri="http://devsphere.com/articles/jspcache" %＞
＜c:if test="${sessionScope.counter == null}"＞
＜c:set var="counter" scope="session" value="0"/＞
＜/c:if＞＜c:set var="counter" value="${counter+1}" scope="session"/＞
＜jc:cache id="cachedFragmentWithCounter"＞
…
＜jc:dynamic expr="sessionScope.counter"/＞
…
＜/jc:cache＞ |
JSP 變數易於使用，對於簡單的Web apps，這是一個不錯的內容快取方案。然而，如果應用程式產生大量的動態內容，沒有對快取大小的控制無疑是一個問題。專用的快取框架結構能夠提供一個更有力的方案，允許對快取的監視，限制快取大小，控制快取策略，等等…
使用JSP 2.0表達式語言API
JSP容器（例如Tomcat）對應用EL API的JSP頁面中的表達式予以賦值，並且可以被Java程式碼所使用。這允許在Web頁面外應用JSP EL作開發，例如，對XML檔案、基於文字的資源以及自訂腳本。當需要控制何時對Web頁面中的表達式進行賦值或書寫與之相關的表達式時，EL API同樣是有用的。例如，快取頁面片段可以包含自訂JSP表達式，並且當每個快取內容被輸出時，EL API將用來給這些表達式賦值或重新賦值。
文章提供了一個範例程式（請參閱文末資源部分），這個應用程式包含了一個Java類別（JspUtils）和類別中包含一個方法eval()，這個方法有三個參數：JSP表達式、表達式的期望型別和一個JSP context物件。 Eval()方法從JSP context取得ExpressionEvaluator並且呼叫evaluate()方法，透過表達式、表達式的期望類型、和一個從JSP congtext得到的變數。 JspUtils.eval()方法傳回表達式的值。
package com.devsphere.articles.jspcache;
import javax.servlet.jsp.JspContext;
import javax.servlet.jsp.JspException;
import javax.servlet.jsp.PageContext;
import javax.servlet.jsp.el.ELException;
import javax.servlet.jsp.el.ExpressionEvaluator;
import java.io.IOException;public class JspUtils
{
public static Object eval( String expr, Class type, JspContext jspContext)
throws JspException
{
try
{
if (expr.indexOf("${") == -1) return expr;
ExpressionEvaluator evaluator= jspContext.getExpressionEvaluator();
return evaluator.evaluate(expr, type,
jspContext.getVariableResolver(), null);
} catch (ELException e)
{
throw new JspException(e);
}
}
…
} |
注意：JspUtils.eval()主要封裝了標準的ExpressionEvaluator。如果expr不包含${，JSP EL API不被調用，因為沒有JSP表達式。
建立標籤庫描述符（TLD）檔案
JSP標籤庫需要一個標籤庫描述符（TLD）檔案來自訂標籤的命名，它們的屬性，以及操作該標籤的Java類別。 jspcache.tld描述了兩個自訂標籤，＜jc:cache＞擁有兩個屬性：快取頁面片段的id和JSP scope—JSP頁面總是需要被儲存的內容範圍。 ＜jc:dynamic＞只有一個屬性，即JSP表達式必須在每一次快取片段被輸出時被賦值。 TLD檔案將這兩個自訂標籤對應到CacheTag和DynamicTag類，如下所示：
＜?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?＞ ＜taglib xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee web-jsptaglibrary_2_0.xsd" version="2.0"＞ ＜tlib-version＞1.0＜/tlib-version＞ ＜short-name＞jc＜/short-name＞ ＜uri＞http://devsphere.com/articles/jspcache＜/uri＞ ＜tag＞ ＜name＞cache＜/name＞ ＜tag-class＞com.devsphere.articles.jspcache.CacheTag＜/tag-class＞ ＜body-content＞scriptless＜/body-content＞ ＜attribute＞ ＜name＞id＜/name＞ ＜required＞true＜/required＞ ＜rtexprvalue＞true＜/rtexprvalue＞ ＜/attribute＞ ＜attribute＞ ＜name＞scope＜/name＞ ＜required＞false＜/required＞ ＜rtexprvalue＞false＜/rtexprvalue＞ ＜/attribute＞ ＜/tag＞ ＜tag＞ ＜name＞dynamic＜/name＞ ＜tag-class＞ com.devsphere.articles.jspcache.DynamicTag＜/tag-class＞ ＜body-content＞empty＜/body-content＞ ＜attribute＞ ＜name＞expr＜/name＞ ＜required＞true＜/required＞ ＜rtexprvalue＞false＜/rtexprvalue＞ ＜/attribute＞ ＜/tag＞＜/taglib＞ |
TLD檔案包含在Web應用描述符檔案（web.xml）中，這五個檔案同樣包含一個初始參數指出cache是否可用。
＜?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?＞ ＜web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee web-app_2_4.xsd" version="2.4"＞ ＜context-param＞ ＜param-name＞ com.devsphere.articles.jspcache.enabled＜/param-name＞ ＜param-value＞true＜/param-value＞ ＜/context-param＞ ＜jsp-config＞ ＜taglib＞ ＜taglib-uri＞http://devsphere.com/articles/jspcache＜/taglib-uri＞ ＜taglib-location＞/WEB-INF/jspcache.tld＜/taglib-location＞ ＜/taglib＞ ＜/jsp-config＞＜/web-app＞ |
理解＜jc:cache＞的工作機制
JSP容器為JSP頁面中的每一個＜jc:cache＞標籤建立一個CacheTag實例，來對其處理。 JSP容器負責呼叫setJsp()、setParent()和setJspBody()方法，這是CacheTag類別從SimpleTagSupport繼承而來。 JSP容器同事也會為所操作標籤的每一個屬性呼叫setter方法。 SetId()和setScope()方法儲存屬性值到私有域，這個值已經用CacheTag()建構子用預設值初始化。
package com.devsphere.articles.jspcache;
import javax.servlet.ServletContext;
import javax.servlet.jsp.JspContext;
import javax.servlet.jsp.JspException;
import javax.servlet.jsp.PageContext;
import javax.servlet.jsp.tagext.SimpleTagSupport;
import java.io.IOException;import java.io.StringWriter;
public class CacheTag extends SimpleTagSupport
{
public static final String CACHE_ENABLED =
"com.devsphere.articles.jspcache.enabled";
private String id; private int scope;
private boolean cacheEnabled; public CacheTag()
{
id = null;scope = PageContext.APPLICATION_SCOPE;
}public void setId(String id)
{
this.id = id;
}
public void setScope(String scope)
{
this.scope = JspUtils.checkScope(scope);
}
…
}
setScope()方法呼叫JspUtils.checkScope()來校驗已經從String轉換為int型別的scope的屬性值。
...public class JspUtils
{
…
public static int checkScope(String scope)
{
if ("page".equalsIgnoreCase(scope))
return PageContext.PAGE_SCOPE;
else if ("request".equalsIgnoreCase(scope))
return PageContext.REQUEST_SCOPE;
else if ("session".equalsIgnoreCase(scope))
return PageContext.SESSION_SCOPE;
else if ("application".equalsIgnoreCase(scope))
return PageContext.APPLICATION_SCOPE;
else throw new IllegalArgumentException
( "Invalid scope: " + scope); }} |
一旦CacheTag實例準備對標籤進行操作，JSP容器呼叫doTag()方法，就用getJspContext()來取得JSP context。這個物件被造型為PageContext,從而可以呼叫getServletContext()方法。 servlet context用來取得初始化參數的值，這個值標示快取機制是否被啟用。如果快取被啟用，doTag()嘗試使用id和scope屬性值來獲得快取頁面片段。如果頁面片段還沒有被緩存，doTag()使用getJspBody().invoke()來執行由＜jc:cache＞和＜/jc:cache＞封裝的JSP程式碼。由JSP body產生的輸出結果緩衝在StringWriter並且被toStirng()方法得到。這樣，doTag()呼叫JSP context的setAttribute()方法新建一個JSP變量，這個變數控制可能包含JSP表達式(${…})的快取內容。這些表達式在用jspContext.getOut().print()輸出內容前，被JspUtils.eval()賦值。只有當快取被啟用的時候，這些行為才會發生。否則，doTag()只是透過getJspBody().invoke(null)執行JSP body並且輸出結果不會被緩存。
…
public class CacheTag extends SimpleTagSupport
{
…
public void doTag() throws JspException, IOException
{
JspContext jspContext = getJspContext();
ServletContext application = ((PageContext)
jspContext).getServletContext();
String cacheEnabledParam= application.getInitParameter(CACHE_ENABLED);
cacheEnabled = cacheEnabledParam != null
&& cacheEnabledParam.equals("true");
if (cacheEnabled)
{
String cachedOutput= (String) jspContext.getAttribute(id, scope);
if (cachedOutput == null)
{
StringWriter buffer = new StringWriter();
getJspBody().invoke(buffer);
cachedOutput = buffer.toString();
jspContext.setAttribute(id, cachedOutput, scope);
}
String evaluatedOutput = (String)
JspUtils.eval( cachedOutput, String.class, jspContext);
jspContext.getOut().print(evaluatedOutput);
}
else getJspBody().invoke(null);
}
…
} |
注意一個單獨的JspUtils.eval()呼叫給所有的${…} 表達式賦值。因為一個包含了大量的${…}結構的text也是一個表達式。每一個快取片段都可以當作一個複雜的JSP表達式來處理。 IsCacheEnabled()方法回傳cacheEnabled的值，這個值已經被doTag()初始化。
IsCacheEnabled()方法回傳cacheEnabled的值，這個值已經被doTag()初始化。
...public class CacheTag extends SimpleTagSupport
{
…
public boolean isCacheEnabled() { return cacheEnabled;
}
} |
＜jc:cache＞標籤允許頁面開發者自主選擇快取頁面片段的ID。這使得快取一個頁面片段可以被多個JSP頁面共享，當需要重複使用JSP程式碼時，這是很有用處的。但是仍然需要一些命名協議來避免可能的衝突。透過修改CacheTag類別來在自動ID內部包含URL可以避免這種副作用。
理解＜jc:dynamic＞在做什麼
每一個＜jc:dynamic＞被一個DynamicTag類別的實例處理，setExpr()方法將expr屬性值儲存到一個私有域。 DoTag()方法建立JSP表達式，在expr屬性值加上${前綴和}後綴。然後，doTag()使用findAncestorWithClass()來找出含有＜jc:dynamic＞標籤元素的＜jc:cache＞的CacheTag handler。如果沒有查找到或快取被停用，JSP表達式被JspUtils.eval()賦值且值被輸出。否則，doTag()輸出無值表達式。
package com.devsphere.articles.jspcache;
import javax.servlet.jsp.JspException;
import javax.servlet.jsp.tagext.SimpleTagSupport;
import java.io.IOException;
public class DynamicTag extends SimpleTagSupport
{
private String expr; public void setExpr(String expr)
{
this.expr = expr;
}
public void doTag() throws JspException, IOException
{
String output = "${" + expr + "}";
CacheTag ancestor = (CacheTag) findAncestorWithClass
( this, CacheTag.class);
if (ancestor == null || !ancestor.isCacheEnabled())
output = (String) JspUtils.eval
( output, String.class, getJspContext());
getJspContext().getOut().print(output);
}
} |
分析上面的程式碼，大家可以注意到＜jc:cache＞和＜jc:dynamic＞合作來實現一個盡可能有效率的方案。如果快取可用，頁面片段和由＜jc:dynamic＞產生並被CacheTag賦值的JSP表達式一起放入緩衝器。如果快取被停用，緩衝變得沒有意義，＜jc:cache＞只是執行其JSP body部分，而讓DynamicTag給JSP表達式賦值。禁用快取有時是必要的，特別是在開發過程期間出現內容的改變和JSP頁面被重新編譯的時候。當然，在開發完畢的成品環境中快取必須啟用。
總結
內容快取是一種非常易用的改善Web應用效能的方法。這篇文章集中討論了使用JSP表達式語言來為每個使用者或要求自訂快取內容。貫穿全文的簡單介紹的標籤庫適合小型Web apps並且可以提升中等應用的效能。對於開發大型企業級應用，則應考慮使用支援更好的快取機制的框架結構，而不僅限於使用JSP變數。