在web应用中，内容缓存是最普通的优化技术之一，并且能够很容易地实现。例如，可以使用一个自定义地jsp标签——我们将之命名为＜jc:cache＞——由＜jc:cache＞和＜/jc:cache＞将每一个需要被缓存的页面片段封装起来。任何自定义标签可以控制它所包含部分 (也即预先封装的页面片段)在何时执行，并且动态输出结果可以被捕获。＜jc:cache＞标签使得jsp容器（例如tomcat）只生成内容一次，作为应用程序范围内的jsp变量，来存储每一个缓存片段。每次jsp页面被执行时，自定义标签将缓存页面片段载入而无需再次执行jsp代码来生成输出结果。作为jakarta工程的一个部分，标签库的开发使用了这项技术。当被缓存内容无需被每一个用户或者请求所定制的时候，它工作的十分良好。
这篇文章对上面描述的技术做了改进，通过使用jsp 2.0表达式语言（el），允许jsp页面为每一个请求和用户定制缓存内容。缓存页面片段可以包含未被jsp容器赋值的jsp表达式，在每一次页面被执行时，由自定义标签来确定这些表达式的值。因此，动态内容的建立被最优化，但是缓存片段可以含有部分由每一个请求使用本机jsp表达式语言产生的内容。通过jsp 2.0 el api的帮助，java开发者可以用表达式语言来使之成为可能。
内容缓存vs数据缓存
内容缓存不是唯一的选择。例如， 从数据库中提取的数据同样可以被缓存。事实上，由于存储的信息中不包含html markup，以及要求较少的内存，数据缓存可能更加高效率。然而在很多情况下，内存缓存更容易实现。假设在某个案例总，一个应用由大量事务对象，占用重要的cpu资源，产生复杂的数据，并且用jsp页面来呈现这些数据。工作一切良好，直到某天突然地服务器的负载增加，需要一个紧急解决方案。这时在事务对象和呈现表达层之间建立一个缓存层，时一个非常不错和有效的方案。但是必须非常快速和流畅地修改缓存动态内容的jsp页面。相对于简单的jsp页面编辑，应用程序的业务逻辑变化通常要求更多的工作量和测试；另外，如果一个页面从多个复合源聚合信息时，web层仅有少量的改变。问题在于，当缓存信息变得失去时效时，缓存空间需要被释放，而事务对象应该知道何时发生这种情况。然而，选择实现内容缓存还是数据缓存，或者其他的优化技术，有很多不得不考虑的因素，有时是所开发的程序所特殊要求的。
数据缓存和内容缓存没有必要互相排斥，它们可以一起使用。例如，在数据库驱动的应用中；从数据库中提取出来的数据，和呈现该数据的html分别被缓存起来。这与使用jsp实时生成的模板有些相似。这篇文章中讨论的基于el api技术说明如何使用jsp el来将数据载入到呈现模板中。
使用jsp变量缓存动态内容
每当实现一个缓存机制是，都需要一个存储缓存对象的方法，在这篇文章中涉及的是string类型的对象。 一种选择是使用一个对象——缓存框架结构，或者使用java maps来实现自定义的缓存方案。jsp已经拥有了称为“scoped attributes”或“jsp variables”来提供id——object映射，这正是缓存机制所需要的。对于使用page或者request scope，这是没有意义的，而在应用范围内，这是一个很好的存储缓存内容的位置， 因为它被所有的用户和页面共享。当每一个用户需要单独缓存时，session scope也可以被使用，但这不是很有效率。jstl标签库可以被是与那个来缓存内容，通过使用jsp变量正如下例所示：
＜%@ 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＞
缓存页面片段用下列语句输出结果：
${applicationscope.cachedfragment}
当缓存片段需要被每一个请求所定制的时候，到底发生了什么？例如，如果希望包含一个计数器，需要缓存两个片段：
＜%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %＞＜c:if test="${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＞
可以使用下面语句输出缓存内容：
${cachedfragment1} ${counter} ${cachedfragment2}
通过专门的标签库的帮助，需要定制的页面片段的缓存变得异常容易了。上面已经提及，缓存内容可以被开始标签（＜jc:cache＞）和结尾标签（＜/jc:cache＞）封装起来。而每一个定制可以使用另一个标签（＜jc:dynamic expr="..."/＞）输出一个jsp表达式（${...}）来表现。动态内容用jsp表达式缓存并在每一次缓存内容被输出时赋值。在下面的部分可以看到这是如何实现的。counter.jsp缓存了一个包含计数器的页面片段，当每一次用户刷新这个页面的时候计数器会自动＋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 变量易于使用，对于简单的web apps，这是一个不错的内容缓存方案。然而，如果应用程序产生大量的动态内容，没有对缓存大小的控制无疑是一个问题。一种专用的缓存框架结构能够提供一个更加有力的方案，允许对缓存的监视，限制缓存大小，控制缓存策略，等等……
使用jsp 2.0表达式语言api
jsp容器（例如tomcat）对应用el api的jsp页面中的表达式予以赋值，并且可以被java代码所使用。这允许在web页面外应用jsp el作开发，例如，对xml文件、基于文本的资源以及自定义脚本。当需要控制何时对web页面中的表达式进行赋值或者书写与之相关的表达式时，el api同样是有用的。例如，缓存页面片段可以包含自定义jsp表达式，并且当每一次缓存内容被输出时，el api将用来给这些表达式赋值或者重新赋值。
文章提供了一个例子程序（参见文末资源部分），这个应用程序包含了一个java类（jsputils）和类中包含一个方法eval()，这个方法有三个参数：jsp表达式、表达式的期望类型和一个jsp context对象。eval()方法从jsp context中取得expressionevaluator并且调用evaluate()方法，通过表达式、表达式的期望类型、和一个从jsp congtext中获得的变量。jsputils.eval()方法返回表达式的值。
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("${") == -1)
return expr;
expressionevaluator evaluator
= jspcontext.getexpressionevaluator();
return evaluator.evaluate(expr, type,
jspcontext.getvariableresolver(), null);
} catch (elexception e) {
throw new jspexception(e);
}
}
...}
注意：jsputils.eval()主要封装了标准的expressionevaluator。如果expr不包含${，jsp el api不被调用，因为没有jsp表达式。
创建标签库描述符（tld）文件
jsp标签库需要一个标签库描述符（tld）文件来自定义标签的命名，它们的属性，以及操作该标签的java类。jspcache.tld描述了两个自定义标签，＜jc:cache＞拥有两个属性：缓存页面片段的id和jsp scope—jsp页面总需要被储存的内容范围。＜jc:dynamic＞只有一个属性，即jsp表达式必须在每一次缓存片段被输出时被赋值。tld文件将这两个自定义标签映射到cachetag和dynamictag类，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文件包含在web应用描述符文件（web.xml）中，这五个文件同样包含一个初始参数指出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＞的工作机理
jsp容器为jsp页面中的每一个＜jc:cache＞标签创建一个cachetag实例，来对其处理。jsp容器负责调用setjsp()、setparent()和setjspbody()方法，这是cachetag类从simpletagsupport继承而来。jsp容器同事还为所操作标签的每一个属性调用setter方法。setid()和setscope()方法存储属性值到私有域，这个值已经用cachetag()构造函数用缺省值初始化。
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()方法调用jsputils.checkscope()来校验已经从string转换为int类型的scope的属性值。
...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实例准备对标签进行操作，jsp容器调用dotag()方法，用getjspcontext()来获得jsp context。这个对象被造型为pagecontext,从而可以调用getservletcontext()方法。servlet context用来获取初始化参数的值，这个值标明缓存机制是否被启用。如果缓存被启用，dotag()尝试使用id和scope属性值来获得缓存页面片段。如果页面片段还没有被缓存，dotag()使用getjspbody().invoke()来执行由＜jc:cache＞和＜/jc:cache＞封装的jsp代码。由jsp body产生的输出结果缓冲在stringwriter并且被tostirng()方法获得。这样，dotag()调用jsp context的setattribute()方法新建一个jsp变量，这个变量控制可能包含jsp表达式(${…})的缓存内容。这些表达式在用jspcontext.getout().print()输出内容前，被jsputils.eval()赋值。只有当缓存被启用的时候，这些行为才发生。否则，dotag()只是通过getjspbody().invoke(null)执行jsp body并且输出结果不被缓存。
...public class cachetag extends simpletagsupport {
...
public void dotag() throws jspexception, ioexception {
jspcontext jspcontext = getjspcontext();
servletcontext application
= ((pagecontext) jspcontext).getservletcontext();
string cacheenabledparam
= application.getinitparameter(cache_enabled);
cacheenabled = cacheenabledparam != null
&& cacheenabledparam.equals("true");
if (cacheenabled) {
string cachedoutput
= (string) jspcontext.getattribute(id, scope);
if (cachedoutput == null) {
stringwriter buffer = new stringwriter();
getjspbody().invoke(buffer);
cachedoutput = buffer.tostring();
jspcontext.setattribute(id, cachedoutput, scope);
} string evaluatedoutput = (string) jsputils.eval(
cachedoutput, string.class, jspcontext);
jspcontext.getout().print(evaluatedoutput);
} else
getjspbody().invoke(null);
}
...}
注意一个单独的jsputils.eval()调用给所有的${…} 表达式赋值。因为一个包含了大量的${…}结构的text也是一个表达式。每一个缓存片段都可以被当作一个复杂的jsp表达式来进行处理。
iscacheenabled()方法返回cacheenabled的值，这个值已经被dotag()初始化。
...public class cachetag extends simpletagsupport {
... public boolean iscacheenabled() {
return cacheenabled;
}}
＜jc:cache＞标签允许页面开发者自主选择缓存页面片段的id。这使得缓存一个页面片段可以被多个jsp页面共享，当需要重用jsp代码时，这是很有用处的。但是仍然需要一些命名协议来避免可能的冲突。通过修改cachetag类来在自动id内部包含url可以避免这种副作用。
理解＜jc:dynamic＞在做什么
每一个＜jc:dynamic＞被一个dynamictag类的实例处理，setexpr()方法将expr属性值存储到一个私有域。dotag()方法创建jsp表达式，在expr属性值加上${前缀和}后缀。然后，dotag()使用findancestorwithclass()来查找含有＜jc:dynamic＞标签元素的＜jc:cache＞的cachetag handler。如果没有查找到或者缓存被禁用，jsp表达式被jsputils.eval()赋值并且值被输出。否则，dotag()输出无值表达式。
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);
}}
分析以上代码，可以注意到＜jc:cache＞和＜jc:dynamic＞合作来实现一个尽可能有效率的方案。如果缓存可用，页面片段和由＜jc:dynamic＞生成并被cachetag赋值的jsp表达式一起放入缓冲器。如果缓存被禁用，缓冲变得没有意义，＜jc:cache＞只是执行其jsp body部分，而让dynamictag给jsp表达式赋值。禁用缓存有时候是必要的，特别是在开发过程期间出现内容的改变和jsp页面被重新编译的时候。当然，在开发完毕的成品环境中缓存必须被启用。
总结
内容缓存是一种非常易用的改善web应用性能的方法。这篇文章集中讨论了使用jsp表达式语言来为每一个用户或者请求定制缓存内容。贯穿全文的简单介绍的标签库适合小型web apps并且可以提升中等应用的性能。对于开发大型企业级应用，则该考虑使用支持更好的缓存机制的框架结构，而不仅是使用jsp变量。但是了解基于el api的定制技术无疑是不无裨益的。
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