JSP编程进度条设计实例

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      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。