使用ETags減少Web應(yīng)用帶寬和負(fù)載第2/2頁
清單 1：ETagContentFilter.doFilter
你需注意到，我們還設(shè)置了Last-Modified頭。這被認(rèn)為是為服務(wù)器產(chǎn)生內(nèi)容的正確形式，因?yàn)槠溆狭瞬徽J(rèn)識ETag頭的客戶端。
下面的例子使用了一個(gè)工具類EtagComputeUtils來產(chǎn)生對象所對應(yīng)的字節(jié)數(shù)組，并處理MD5摘要邏輯。我使用了javax.security MessageDigest來計(jì)算MD5哈希碼。
public static byte[] serialize(Object obj) throws IOException {
byte[] byteArray = null;
ByteArrayOutputStream baos = null;
ObjectOutputStream out = null;
try {
// These objects are closed in the finally.
baos = new ByteArrayOutputStream();
out = new ObjectOutputStream(baos);
out.writeObject(obj);
byteArray = baos.toByteArray();
} finally {
if (out != null) {
out.close();
}
}
return byteArray;
}
public static String getMd5Digest(byte[] bytes) {
MessageDigest md;
try {
md = MessageDigest.getInstance("MD5");
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new RuntimeException("MD5 cryptographic algorithm is not available.", e);
}
byte[] messageDigest = md.digest(bytes);
BigInteger number = new BigInteger(1, messageDigest);
// prepend a zero to get a "proper" MD5 hash value
StringBuffer sb = new StringBuffer('0');
sb.append(number.toString(16));
return sb.toString();
}
清單 2：ETagComputeUtils
直接在web.xml中配置filter。
<filter>
<filter-name>ETag Content Filter</filter-name>
<filter-class>org.springframework.samples.petclinic.web.ETagContentFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>ETag Content Filter</filter-name>
<url-pattern>/*.htm</url-pattern>
</filter-mapping>
清單 3：web.xml中配置filter。
每個(gè).htm文件將被EtagContentFilter過濾，如果頁面自上次客戶端請求后沒有改變，它將返回一個(gè)空內(nèi)容體的HTTP響應(yīng)。
我們在這里展示的方法對特定類型的頁面是有用的。但是，該方法有兩個(gè)缺點(diǎn)：
- 我們是在頁面已經(jīng)被展現(xiàn)在服務(wù)器之后計(jì)算ETag的，但是在返回客戶端之前。如果有Etag匹配，實(shí)際上并不需要再為model裝進(jìn)數(shù)據(jù)，因?yàn)橐宫F(xiàn)的頁面不需要發(fā)送回客戶端。
- 對于類似于在頁腳顯示日期時(shí)間這樣的頁面，即使內(nèi)容實(shí)際上并沒有改變，每個(gè)頁面也將是不同的。
下一節(jié)，我們將著眼于另一種方法，其通過理解更多關(guān)于構(gòu)造頁面的底層數(shù)據(jù)來克服這些問題的某些限制。
ETag攔截器（Interceptor）
Spring MVC HTTP 請求處理途徑中包括了在一個(gè)controller前插接攔截器（Interceptor）的能力，因而有機(jī)會處理請求。這兒是應(yīng)用我們ETag比較邏輯的理想場所，因此如果我們發(fā)現(xiàn)構(gòu)建一個(gè)頁面的數(shù)據(jù)沒有發(fā)生變化，我們可以避免進(jìn)一步處理。
這兒的訣竅是你怎么知道構(gòu)成頁面的數(shù)據(jù)已經(jīng)改變了？為了達(dá)到本文的目的，我創(chuàng)建了一個(gè)簡單的ModifiedObjectTracker，它通過Hibernate事件偵聽器清楚地知道插入、更新和刪除操作。該追蹤器為應(yīng)用程序的每個(gè)view維護(hù)一個(gè)唯一的號碼，以及一個(gè)關(guān)于哪些Hibernate實(shí)體影響每個(gè)view的映射。每當(dāng)一個(gè)POJO被改變了，使用了該實(shí)體的view的計(jì)數(shù)器就加1。我們使用該計(jì)數(shù)值作為ETag，這樣當(dāng)客戶端將ETag送回時(shí)我們就知道頁面背后的一個(gè)或多個(gè)對象是否被修改了。
代碼
我們就從ModifiedObjectTracker開始吧：
public interface ModifiedObjectTracker {
void notifyModified(> String entity);
}
夠簡單吧？這個(gè)實(shí)現(xiàn)還有一點(diǎn)更有趣的。任何時(shí)候一個(gè)實(shí)體改變了，我們就更新每個(gè)受其影響的view的計(jì)數(shù)器：
public void notifyModified(String entity) {
// entityViewMap is a map of entity -> list of view names
List views = getEntityViewMap().get(entity);
if (views == null) {
return; // no views are configured for this entity
}
synchronized (counts) {
for (String view : views) {
Integer count = counts.get(view);
counts.put(view, ++count);
}
}
}
一個(gè)“改變”就是插入、更新或者刪除。這里給出的是偵聽刪除操作的處理器（配置為Hibernate 3 LocalSessionFactoryBean上的事件偵聽器）：
public class DeleteHandler extends DefaultDeleteEventListener {
private ModifiedObjectTracker tracker;
public void onDelete(DeleteEvent event) throws HibernateException {
getModifiedObjectTracker().notifyModified(event.getEntityName());
}
public ModifiedObjectTracker getModifiedObjectTracker() {
return tracker;
}
public void setModifiedObjectTracker(ModifiedObjectTracker tracker) {
this.tracker = tracker;
}
}
ModifiedObjectTracker通過Spring配置被注入到DeleteHandler中。還有一個(gè)SaveOrUpdateHandler來處理新建或更新POJO。
如果客戶端發(fā)送回當(dāng)前有效的ETag（意味著自上次請求之后我們的內(nèi)容沒有改變），我們將阻止更多的處理，以實(shí)現(xiàn)我們的性能提升。在Spring MVC里，我們可以使用HandlerInterceptorAdaptor并覆蓋preHandle方法：
public final boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws
ServletException, IOException {
String method = request.getMethod();
if (!"GET".equals(method))
return true;
String previousToken = request.getHeader("If-None-Match");
String token = getTokenFactory().getToken(request);
// compare previous token with current one
if ((token != null) && (previousToken != null && previousToken.equals('"' + token + '"'))) {
response.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
// re-use original last modified timestamp
response.setHeader("Last-Modified", request.getHeader("If-Modified-Since"))
return false; // no further processing required
}
// set header for the next time the client calls
if (token != null) {
response.setHeader("ETag", '"' + token + '"');
// first time through - set last modified time to now
Calendar cal = Calendar.getInstance();
cal.set(Calendar.MILLISECOND, 0);
Date lastModified = cal.getTime();
response.setDateHeader("Last-Modified", lastModified.getTime());
}
return true;
}
我們首先確信我們正在處理GET請求（與PUT一起的ETag可以用來檢測不一致的更新，但其超出了本文的范圍。）。如果該記號與上次我們發(fā)送的記號相匹配，我們返回一個(gè)“304未修改”響應(yīng)并“短路”請求處理鏈的其余部分。否則，我們設(shè)置ETag響應(yīng)頭以便為下一次客戶端請求做好準(zhǔn)備。
你需注意到我們將產(chǎn)生記號邏輯抽出到一個(gè)接口中，這樣可以插接不同的實(shí)現(xiàn)。該接口有一個(gè)方法：
public interface ETagTokenFactory {
String getToken(HttpServletRequest request);
}
為了把代碼清單減至最小，SampleTokenFactory的簡單實(shí)現(xiàn)還擔(dān)當(dāng)了ETagTokenFactory的角色。本例中，我們通過簡單返回請求URI的更改計(jì)數(shù)值來產(chǎn)生記號：
public String getToken(HttpServletRequest request) {
String view = request.getRequestURI();
Integer count = counts.get(view);
if (count == null) {
return null;
}
return count.toString();
}
大功告成！
會話
這里，如果什么也沒改變，我們的攔截器將阻止任何搜集數(shù)據(jù)或展現(xiàn)view的開銷。現(xiàn)在，讓我們看看HTTP頭（借助于LiveHTTPHeaders），看看到底發(fā)生了什么。下載文件中包含了配置該攔截器的說明，因此owner.htm“能夠使用ETag”：
我們發(fā)起的第一個(gè)請求說明該用戶已經(jīng)看過了這個(gè)頁面：
----------------------------------------------------------
http://localhost:8080/petclinic/owner.htm?ownerId=10
GET /petclinic/owner.htm?ownerId=10 HTTP/1.1
Host: localhost:8080
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.4) Gecko/20070515 Firefox/2.0.0.4
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Connection: keep-alive
Cookie: JSESSIONID=13D2E0CB63897F4EDB56639E46D2BBD8
X-lori-time-1: 1182364348062
If-Modified-Since: Wed, 20 Jun 2007 18:29:03 GMT
If-None-Match: "-1"
HTTP/1.x 304 Not Modified
Server: Apache-Coyote/1.1
Date: Wed, 20 Jun 2007 18:32:30 GMT
我們現(xiàn)在應(yīng)該做點(diǎn)修改，看看ETag是否改變了。我們給這個(gè)物主增加一個(gè)寵物：
----------------------------------------------------------
http://localhost:8080/petclinic/addPet.htm?ownerId=10
GET /petclinic/addPet.htm?ownerId=10 HTTP/1.1
Host: localhost:8080
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.4) Gecko/20070515 Firefox/2.0.0.4
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Connection: keep-alive
Referer: http://localhost:8080/petclinic/owner.htm?ownerId=10
Cookie: JSESSIONID=13D2E0CB63897F4EDB56639E46D2BBD8
X-lori-time-1: 1182364356265
HTTP/1.x 200 OK
Server: Apache-Coyote/1.1
Pragma: No-cache
Expires: Thu, 01 Jan 1970 00:00:00 GMT
Cache-Control: no-cache, no-store
Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1
Content-Language: en-US
Content-Length: 2174
Date: Wed, 20 Jun 2007 18:32:57 GMT
----------------------------------------------------------
http://localhost:8080/petclinic/addPet.htm?ownerId=10
POST /petclinic/addPet.htm?ownerId=10 HTTP/1.1
Host: localhost:8080
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.4) Gecko/20070515 Firefox/2.0.0.4
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Connection: keep-alive
Referer: http://localhost:8080/petclinic/addPet.htm?ownerId=10
Cookie: JSESSIONID=13D2E0CB63897F4EDB56639E46D2BBD8
X-lori-time-1: 1182364402968
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 40
name=Noddy&birthDate=1000-11-11&typeId=5
HTTP/1.x 302 Moved Temporarily
Server: Apache-Coyote/1.1
Pragma: No-cache
Expires: Thu, 01 Jan 1970 00:00:00 GMT
Cache-Control: no-cache, no-store
Location: http://localhost:8080/petclinic/owner.htm?ownerId=10
Content-Language: en-US
Content-Length: 0
Date: Wed, 20 Jun 2007 18:33:23 GMT
因?yàn)閷ddPet.htm我們沒有配置任何已知ETag，也沒有設(shè)置頭信息?，F(xiàn)在，我們再一次查看id為10的物主。注意ETag這時(shí)是1：
----------------------------------------------------------
http://localhost:8080/petclinic/owner.htm?ownerId=10
GET /petclinic/owner.htm?ownerId=10 HTTP/1.1
Host: localhost:8080
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.4) Gecko/20070515 Firefox/2.0.0.4
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Connection: keep-alive
Referer: http://localhost:8080/petclinic/addPet.htm?ownerId=10
Cookie: JSESSIONID=13D2E0CB63897F4EDB56639E46D2BBD8
X-lori-time-1: 1182364403109
If-Modified-Since: Wed, 20 Jun 2007 18:29:03 GMT
If-None-Match: "-1"
HTTP/1.x 200 OK
Server: Apache-Coyote/1.1
Etag: "1"
Last-Modified: Wed, 20 Jun 2007 18:33:36 GMT
Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1
Content-Language: en-US
Content-Length: 4317
Date: Wed, 20 Jun 2007 18:33:45 GMT
最后，我們再次查看id為10的物主。這次我們的ETag命中了，我們得到一個(gè)“304未修改”響應(yīng)：
----------------------------------------------------------
http://localhost:8080/petclinic/owner.htm?ownerId=10
GET /petclinic/owner.htm?ownerId=10 HTTP/1.1
Host: localhost:8080
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.4) Gecko/20070515 Firefox/2.0.0.4
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Connection: keep-alive
Cookie: JSESSIONID=13D2E0CB63897F4EDB56639E46D2BBD8
X-lori-time-1: 1182364493500
If-Modified-Since: Wed, 20 Jun 2007 18:33:36 GMT
If-None-Match: "1"
HTTP/1.x 304 Not Modified
Server: Apache-Coyote/1.1
Date: Wed, 20 Jun 2007 18:34:55 GMT
我們已經(jīng)利用HTTP緩存節(jié)約了帶寬和計(jì)算時(shí)間！
細(xì)粒度印記（The Fine Print）：實(shí)踐中，我們可以通過以更細(xì)粒度的跟蹤對象變化來獲得更大的功效，例如使用對象id。然而，這種使修改對象關(guān)聯(lián)到view上的想法高度依賴應(yīng)用程序的整體數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)。這里的實(shí)現(xiàn)（ModifiedObjectTracker）是說明性的，有意為更多的探索提供想法。它并不是旨在生產(chǎn)環(huán)境中使用（比如它在簇中使用還不穩(wěn)定）。一個(gè)可選的更深的考慮是使用數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器來跟蹤變化，讓攔截器訪問觸發(fā)器所寫入的表。
結(jié)論
我們已經(jīng)看了兩種使用ETag減少帶寬和計(jì)算的方法。我希望本文已為你當(dāng)下或?qū)砘赪eb的項(xiàng)目提供了精神食糧，并正確評價(jià)在底層利用ETag響應(yīng)頭的做法。
正如牛頓（Isaac Newton）的名言所說：“如果說我看得更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏??！盧EST風(fēng)格應(yīng)用的核心是簡單、好的軟件設(shè)計(jì)、不要重新發(fā)明輪子。我相信隨著使用量和知名度的增長，針對基于Web應(yīng)用的REST風(fēng)格架構(gòu)有益于主流應(yīng)用開發(fā)的遷移，我期盼著它在我將來的項(xiàng)目中發(fā)揮更大的作用。
關(guān)于作者
Gavin Terrill 是BPS公司的首席技術(shù)執(zhí)行官。Gavin已經(jīng)有20多年的軟件開發(fā)歷史了，擅長企業(yè)Java應(yīng)用程序，但仍拒絕扔掉他的TRS-80。閑暇時(shí)間Gavin喜歡航海、釣魚、玩吉他、品紅酒（不分先后順序）。
感謝
我要感謝我的同事Patrick Bourke和Erick Dorvale的幫助，他們對這篇文章提供的反饋意見。
代碼和說明可以從這里下載。
查看英文原文：Using ETags to Reduce Bandwith & Workload with Spring & Hibernate
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