JSP编程进度条设计实例

来源:网络时间:2011-07-05

  许多Web应用、企业应用涉及到长时间的操作,例如复杂的数据库查询或繁重的XML处理等,虽然这些任务主要由数据库系统或中间件完成,但任务执行的结果仍旧要借助JSP才能发送给用户。本文介绍了一种通过改进前端表现层来改善用户感觉、减轻服务器负载的办法。
  当JSP调用一个必须长时间运行的操作,且该操作的结果不能(在服务器端)缓冲,用户每次请求该页面时都必须长时间等待。很多时候,用户会失去耐心,接着尝试点击浏览器的刷新按钮,最终失望地离开。
  本文介绍的技术是把繁重的计算任务分离开来,由一个独立的线程运行,从而解决上述问题。当用户调用JSP页面时,JSP页面会立即返回,并提示用户任务已经启动且正在执行;JSP页面自动刷新自己,报告在独立线程中运行的繁重计算任务的当前进度,直至任务完成。
  一、模拟任务
  首先我们设计一个TaskBean类,它实现java.lang.Runnable接口,其run()方法在一个由JSP页面(start.jsp)启动的独立线程中运行。终止run()方法执行由另一个JSP页面stop.jsp负责。TaskBean类还实现了java.io.Serializable接口,这样JSP页面就可以将它作为JavaBean调用:
  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“繁重任务”是计算1+2+3…+100的值,不过它不通过100*(100+1)/2=5050公式计算,而是由run()方法调用work()方法100次完成计算。work()方法的代码如下所示,其中调用Thread.sleep()是为了确保任务总耗时约10秒。
  protected void work() {
  try {
  Thread.sleep(sleep);
  counter++;
  sum += counter;
  } catch (InterruptedException e) {
  setRunning(false);
  }
  }
  status.jsp页面通过调用下面的getPercent()方法获得任务的完成状况:
  public synchronized int getPercent() {
  return counter;
  }
  如果任务已经启动,isStarted()方法将返回true:
  public synchronized boolean isStarted() {
  return started;
  }
  如果任务已经完成,isCompleted()方法将返回true:
  public synchronized boolean isCompleted() {
  return counter == 100;
  }
  如果任务正在运行,isRunning()方法将返回true:
  public synchronized boolean isRunning() {
  return running;
  }
  SetRunning()方法由start.jsp或stop.jsp调用,当running参数是true时。SetRunning()方法还要将任务标记为“已经启动”。调用setRunning(false)表示要求run()方法停止执行。
  public synchronized void setRunning(boolean running) {
  this.running = running;
  if (running)
  started = true;
  }
  任务执行完毕后,调用getResult()方法返回计算结果;如果任务尚未执行完毕,它返回null:
  public synchronized Object getResult() {
  if (isCompleted())
  return new Integer(sum);
  else
  return null;
  }
  当running标记为true、completed标记为false时,run()方法调用work()。在实际应用中,run()方法也许要执行复杂的SQL查询、解析大型XML文档,或者调用消耗大量CPU时间的EJB方法。注意“繁重的任务”可能要在远程服务器上执行。报告结果的JSP页面有两种选择:或者等待任务结束,或者使用一个进度条。
  public void run() {
  try {
  setRunning(true);
  while (isRunning() && !isCompleted())
  work();
  } finally {
  setRunning(false);
  }
  }
  二、启动任务
  start.jsp是web.xml部署描述符中声明的欢迎页面,web.xml的内容是:
  <?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启>动一个专用的线程来运行“繁重的任务”,然后把HTTP请求传递给status.jsp。
  start.jsp页面利用<jsp:useBean>标记创建一个TaskBean的实例,将scope属性定义为session使得对于来自同一浏览器的HTTP请求,其他页面也能提取到同一个Bean对象。start.jsp通过调用session.removeAttribute("task")确保<jsp:useBean>创建了一个新的Bean对象,而不是提取一个旧对象(例如,同一个用户会话中更早的JSP页面所创建的Bean对象)。
  下面是start.jsp页面的代码清单:
  <% 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创建并设置好TaskBean对象之后,接着创建一个Thread,并将Bean对象作为一个Runnable实例传入。调用start()方法时新创建的线程将执行TaskBean对象的run()方法。
  现在有两个线程在并发执行:执行JSP页面的线程(称之为“JSP线程”),由JSP页面创建的线程(称之为“任务线程”)。接下来,start.jsp利用调用status.jsp,status.jsp显示出进度条以及任务的执行情况。注意status.jsp和start.jsp在同一个JSP线程中运行。

  start.jsp在创建线程之前就把TaskBean的running标记设置成了true,这样,即使当JSP线程已开始执行status.jsp而任务线程的run()方法尚未启动,也能够确保用户会得到“任务已开始运行”的状态报告。
  将running标记设置成true、启动任务线程这两行代码可以移入TaskBean构成一个新的方法,然后由JSP页面调用这个新方法。一般而言,JSP页面应当尽量少用Java代码,即我们应当尽可能地把Java代码放入Java类。不过本例中我们不遵从这一规则,把new Thread(task).start()直接放入start.jsp突出表明JSP线程创建并启动了任务线程。
  在JSP页面中操作多线程必须谨慎,注意JSP线程和其它线程实际上是并发执行的,就象在桌面应用程序中,我们用一个线程来处理GUI事件,另外再用一个或多个线程来处理后台任务。不过在JSP环境中,考虑到多个用户同时请求某一个页面的情况,同一个JSP页面可能会在多个线程中同时运行;另外,有时同一个用户可能会向同一个页面发出多个请求,虽然这些请求来自同一个用户,它们也会导致服务器同时运行一个JSP页面的多个线程。
  三、任务进度
  status.jsp页面利用一个HTML进度条向用户显示任务的执行情况。首先,status.jsp利用<jsp:useBean>标记获得start.jsp页面创建的Bean对象:
  <jsp:useBean id="task" scope="session"
  class="test.barBean.TaskBean"/>
  为了及时反映任务执行进度,status.jsp会自动刷新。JavaScript代码setTimeout("location='status.jsp'", 1000)将每隔1000毫秒刷新页面,重新请求status.jsp,不需要用户干预。
  <HTML>
  <HEAD>
  <TITLE>JSP进度条</TITLE>
  <% if (task.isRunning()) { %>
  <SCRIPT LANGUAGE="JavaScript">
  setTimeout("location='status.jsp'", 1000);
  </SCRIPT>
  <% } %>
  </HEAD>
  <ODY>
  进度条实际上是一个HTML表格,包含10个单元——即每个单元代表任务总体的10%进度。
  <H1 ALIGN="CENTER">JSP进度条</H1>
  <H2 ALIGN="CENTER">
  结果: <%= 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>
  任务执行情况分下面几种状态:正在执行,已完成,尚未开始,已停止:
  <TABLE WIDTH="100%" BORDER=0 CELLPADDING=0 CELLSPACING=0>
  <TR>
  <TD ALIGN="CENTER">
  <% if (task.isRunning()) { %>
  正在执行
  <% } else { %>
  <% if (task.isCompleted()) { %>
  完成
  <% } else if (!task.isStarted()) { %>
  尚未开始
  <% } else { %>
  已停止
  <% } %>
  <% } %>
  </TD>
  </TR>
  页面底部提供了一个按钮,用户可以用它来停止或重新启动任务:
  <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="开始">
  </FORM>
  <% } %>
  </TD>
  </TR>
  </TABLE>
  </BODY></HTML>
  只要不停止任务,约10秒后浏览器将显示出计算结果5050:
  四、停止任务
  stop.jsp页面把running标记设置成false,从而停止当前的计算任务:
  <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从1.2版开始已经不赞成使用Thread.stop方法,所以我们不能直接调用Thread.stop()。
  第一次运行本文程序的时候,你会看到任务的启动有点延迟;同样地,第一次点击“停止”按钮时也可以看到任务并没有立即停止运行(特别是如果机器配置较低的话,延迟的感觉更加明显),这些延迟都是由于编译JSP页面导致的。编译好JSP页面之后,应答速度就要快多了。
  五、实际应用
  进度条不仅使得用户界面更加友好,而且对服务器的性能也有好处,因为进度条会不断地告诉用户当前的执行进度,用户不会再频繁地停止并重新启动(刷新)当前的任务。另一方面,创建单独的线程来执行后台任务也会消耗不少资源,必要时可考虑通过一个线程池来实现Thread对象的重用。另外,频繁地刷新进度页面也增加了网络通信开销,所以务必保持进度页面简洁短小。
  在实际应用中,后台执行的繁重任务可能不允许停止,或者它不能提供详细的执行进度数据。例如,查找或更新关系数据库时,SQL命令执行期间不允许中途停止——不过如果用户表示他想要停止或中止任务,程序可以在SQL命令执行完毕后回退事务。
  解析XML文档的时候,我们没有办法获知已解析内容精确的百分比。如果用DOM解析XML文档,直到解析完成后才得到整个文档树;如果用SAX,虽然可以知道当前解析的内容,但通常不能确定还有多少内容需要解析。在这些场合,任务的执行进度只能靠估计得到。
  估计一个任务需要多少执行时间通常是很困难的,因为它涉及到许多因素,即使用实际测试的办法也无法得到可靠的结论,因为服务器的负载随时都在变化之中。一种简单的办法是测量任务每次执行所需时间,然后根据最后几次执行的平均时间估算。如果要提高估计时间的精确度,应当考虑实现一种针对应用特点的算法,综合考虑多种因素,例如要执行的SQL语句类型、要解析的XML模式的复杂程度,等等。
  结束语:本文例子显示出用JSP、Java、HTML和JavaScript构造进度条是相当容易的,真正困难的是如何将它用到实际应用之中,特别是获得后台任务的进度信息,但这个问题没有通用的答案,每一种后台执行的任务都有它自己的特点,必须按照具体情况具体分析。

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