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許多Web應用、企業應用涉及到長時間的操作，例如復雜的數據庫查詢或繁重的XML處理等，雖然這些任務主要由數據庫系統或中間件完成，但任務執行的結果仍舊要借助JSP才能發送給用戶。本文介紹了一種通過改進前端表現層來改善用戶感覺、減輕服務器負載的辦法。
當JSP調用一個必須長時間運行的操作，且該操作的結果不能（在服務器端）緩沖，用戶每次請求該頁面時都必須長時間等待。很多時候，用戶會失去耐心，接著嘗試點擊瀏覽器的刷新按鈕，最終失望地離開。
本文介紹的技術是把繁重的計算任務分離開來，由一個獨立的線程運行，從而解決上述問題。當用戶調用JSP頁面時，JSP頁面會立即返回，并提示用戶任務已經啟動且正在執行；JSP頁面自動刷新自己，報告在獨立線程中運行的繁重計算任務的當前進度，直至任務完成。
一、模擬任務
首先我們設計一個TaskBean類，它實現java.lang.Runnable接口，其run()方法在一個由JSP頁面（start.jsp）啟動的獨立線程中運行。終止run()方法執行由另一個JSP頁面stop.jsp負責。TaskBean類還實現了java.io.Serializable接口，這樣JSP頁面就可以將它作為JavaBean調用：
package test.barBean;
import java.io.Serializable;
public class TaskBean implements Runnable, Serializable {
private int counter;
private int sum;
private boolean started;
private boolean running;
private int sleep;
public TaskBean() {
counter = 0;
sum = 0;
started = false;
running = false;
sleep = 100;
}
}
TaskBean包含的“繁重任務”是計算1+2+3…+100的值，不過它不通過100*(100+1)/2=5050公式計算，而是由run()方法調用work()方法100次完成計算。work()方法的代碼如下所示，其中調用Thread.sleep()是為了確保任務總耗時約10秒。
protected void work() {
try {
Thread.sleep(sleep);
counter++;
sum += counter;
} catch (InterruptedException e) {
setRunning(false);
}
}
status.jsp頁面通過調用下面的getPercent()方法獲得任務的完成狀況：
public synchronized int getPercent() {
return counter;
}
如果任務已經啟動，isStarted()方法將返回true：
public synchronized boolean isStarted() {
return started;
}
如果任務已經完成，isCompleted()方法將返回true：
public synchronized boolean isCompleted() {
return counter == 100;
}
如果任務正在運行，isRunning()方法將返回true：
public synchronized boolean isRunning() {
return running;
}
SetRunning()方法由start.jsp或stop.jsp調用，當running參數是true時。SetRunning()方法還要將任務標記為“已經啟動”。調用setRunning(false)表示要求run()方法停止執行。
public synchronized void setRunning(boolean running) {
this.running = running;
if (running)
started = true;
}
任務執行完畢后，調用getResult()方法返回計算結果；如果任務尚未執行完畢，它返回null：
public synchronized Object getResult() {
if (isCompleted())
return new Integer(sum);
else
return null;
}
當running標記為true、completed標記為false時，run()方法調用work()。在實際應用中，run()方法也許要執行復雜的SQL查詢、解析大型XML文檔，或者調用消耗大量CPU時間的EJB方法。注意“繁重的任務”可能要在遠程服務器上執行。報告結果的JSP頁面有兩種選擇：或者等待任務結束，或者使用一個進度條。
public void run() {
try {
setRunning(true);
while (isRunning() && !isCompleted())
work();
} finally {
setRunning(false);
}
}
二、啟動任務
start.jsp是web.xml部署描述符中聲明的歡迎頁面，web.xml的內容是：
<?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
<!DOCTYPE web-app
PUBLIC "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
"http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd">
<web-app>
<welcome-file-list>
<welcome-file>start.jsp</welcome-file>
</welcome-file-list>
</web-app>
start.jsp啟動一個專用的線程來運行“繁重的任務”，然后把HTTP請求傳遞給status.jsp。
start.jsp頁面利用<jsp:useBean>標記創建一個TaskBean的實例，將scope屬性定義為session使得對于來自同一瀏覽器的HTTP請求，其他頁面也能提取到同一個Bean對象。start.jsp通過調用session.removeAttribute("task")確保<jsp:useBean>創建了一個新的Bean對象，而不是提取一個舊對象（例如，同一個用戶會話中更早的JSP頁面所創建的Bean對象）。
下面是start.jsp頁面的代碼清單：
<% session.removeAttribute("task"); %>
<jsp:useBean id="task" scope="session" class="test.barBean.TaskBean"/>
<% task.setRunning(true); %>
<% new Thread(task).start(); %>
<jsp:forward page="status.jsp"/>
start.jsp創建并設置好TaskBean對象之后，接著創建一個Thread，并將Bean對象作為一個Runnable實例傳入。調用start()方法時新創建的線程將執行TaskBean對象的run()方法。
現在有兩個線程在并發執行：執行JSP頁面的線程（稱之為“JSP線程”），由JSP頁面創建的線程（稱之為“任務線程”）。接下來，start.jsp利用調用status.jsp，status.jsp顯示出進度條以及任務的執行情況。注意status.jsp和start.jsp在同一個JSP線程中運行。
start.jsp在創建線程之前就把TaskBean的running標記設置成了true，這樣，即使當JSP線程已開始執行status.jsp而任務線程的run()方法尚未啟動，也能夠確保用戶會得到“任務已開始運行”的狀態報告。
將running標記設置成true、啟動任務線程這兩行代碼可以移入TaskBean構成一個新的方法，然后由JSP頁面調用這個新方法。一般而言，JSP頁面應當盡量少用Java代碼，即我們應當盡可能地把Java代碼放入Java類。不過本例中我們不遵從這一規則，把new Thread(task).start()直接放入start.jsp突出表明JSP線程創建并啟動了任務線程。
在JSP頁面中操作多線程必須謹慎，注意JSP線程和其它線程實際上是并發執行的，就象在桌面應用程序中，我們用一個線程來處理GUI事件，另外再用一個或多個線程來處理后臺任務。不過在JSP環境中，考慮到多個用戶同時請求某一個頁面的情況，同一個JSP頁面可能會在多個線程中同時運行；另外，有時同一個用戶可能會向同一個頁面發出多個請求，雖然這些請求來自同一個用戶，它們也會導致服務器同時運行一個JSP頁面的多個線程。
三、任務進度
status.jsp頁面利用一個HTML進度條向用戶顯示任務的執行情況。首先，status.jsp利用<jsp:useBean>標記獲得start.jsp頁面創建的Bean對象：
<jsp:useBean id="task" scope="session" class="test.barBean.TaskBean"/>
為了及時反映任務執行進度，status.jsp會自動刷新。JavaScript代碼setTimeout("location='status.jsp'", 1000)將每隔1000毫秒刷新頁面，重新請求status.jsp，不需要用戶干預。
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>JSP進度條</TITLE>
<% if (task.isRunning()) { %>
<SCRIPT LANGUAGE="JavaScript">
setTimeout("location='status.jsp'", 1000);
</SCRIPT>
<% } %>
</HEAD>
<BODY>
進度條實際上是一個HTML表格，包含10個單元——即每個單元代表任務總體的10%進度。
<H1 ALIGN="CENTER">JSP進度條</H1>
<H2 ALIGN="CENTER">
結果: <%= task.getResult() %><BR>
<% int percent = task.getPercent(); %>
<%= percent %>%
</H2>
<TABLE WIDTH="60%" ALIGN="CENTER"
BORDER=1 CELLPADDING=0 CELLSPACING=2>
<TR>
<% for (int i = 10; i <= percent; i += 10) { %>
<TD WIDTH="10%" BGCOLOR="#000080"> </TD>
<% } %>
<% for (int i = 100; i > percent; i -= 10) { %>
<TD WIDTH="10%"> </TD>
<% } %>
</TR>
</TABLE>
任務執行情況分下面幾種狀態：正在執行，已完成，尚未開始，已停止：
<TABLE WIDTH="100%" BORDER=0 CELLPADDING=0 CELLSPACING=0>
<TR>
<TD ALIGN="CENTER">
<% if (task.isRunning()) { %>
正在執行
<% } else { %>
<% if (task.isCompleted()) { %>
完成
<% } else if (!task.isStarted()) { %>
尚未開始
<% } else { %>
已停止
<% } %>
<% } %>
</TD>
</TR>
頁面底部提供了一個按鈕，用戶可以用它來停止或重新啟動任務：
<TR>
<TD ALIGN="CENTER">
<BR>
<% if (task.isRunning()) { %>
<FORM METHOD="GET" ACTION="stop.jsp">
<INPUT TYPE="SUBMIT" VALUE="停止">
</FORM>
<% } else { %>
<FORM METHOD="GET" ACTION="start.jsp">
<INPUT TYPE="SUBMIT" VALUE="開始">
</FORM>
<% } %>
</TD>
</TR>
</TABLE>
</BODY></HTML>
只要不停止任務，約10秒后瀏覽器將顯示出計算結果5050：
四、停止任務
stop.jsp頁面把running標記設置成false，從而停止當前的計算任務：
<jsp:useBean id="task" scope="session" class="test.barBean.TaskBean"/>
<% task.setRunning(false); %>
<jsp:forward page="status.jsp"/>
注意最早的Java版本提供了Thread.stop方法，但JDK從1.2版開始已經不贊成使用Thread.stop方法，所以我們不能直接調用Thread.stop()。
第一次運行本文程序的時候，你會看到任務的啟動有點延遲；同樣地，第一次點擊“停止”按鈕時也可以看到任務并沒有立即停止運行（特別是如果機器配置較低的話，延遲的感覺更加明顯），這些延遲都是由于編譯JSP頁面導致的。編譯好JSP頁面之后，應答速度就要快多了。
五、實際應用
進度條不僅使得用戶界面更加友好，而且對服務器的性能也有好處，因為進度條會不斷地告訴用戶當前的執行進度，用戶不會再頻繁地停止并重新啟動（刷新）當前的任務。另一方面，創建單獨的線程來執行后臺任務也會消耗不少資源，必要時可考慮通過一個線程池來實現Thread對象的重用。另外，頻繁地刷新進度頁面也增加了網絡通信開銷，所以務必保持進度頁面簡潔短小。
在實際應用中，后臺執行的繁重任務可能不允許停止，或者它不能提供詳細的執行進度數據。例如，查找或更新關系數據庫時，SQL命令執行期間不允許中途停止——不過如果用戶表示他想要停止或中止任務，程序可以在SQL命令執行完畢后回退事務。
解析XML文檔的時候，我們沒有辦法獲知已解析內容精確的百分比。如果用DOM解析XML文檔，直到解析完成后才得到整個文檔樹；如果用SAX，雖然可以知道當前解析的內容，但通常不能確定還有多少內容需要解析。在這些場合，任務的執行進度只能靠估計得到。
估計一個任務需要多少執行時間通常是很困難的，因為它涉及到許多因素，即使用實際測試的辦法也無法得到可靠的結論，因為服務器的負載隨時都在變化之中。一種簡單的辦法是測量任務每次執行所需時間，然后根據最后幾次執行的平均時間估算。如果要提高估計時間的精確度，應當考慮實現一種針對應用特點的算法，綜合考慮多種因素，例如要執行的SQL語句類型、要解析的XML模式的復雜程度，等等。
結束語：本文例子顯示出用JSP、Java、HTML和JavaScript構造進度條是相當容易的，真正困難的是如何將它用到實際應用之中，特別是獲得后臺任務的進度信息，但這個問題沒有通用的答案，每一種后臺執行的任務都有它自己的特點，必須按照具體情況具體分析。 |