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Jpipe

A Java implementation of Facebook's bigPipe technology.

Jpipe 是通过自定义标签实现的，所以对后端代码零侵入。

HTML 是完成前台页面的功能，而自定义标签可以在后台完成某些操作。

特性

  • jsp 标签支持
  • freemarker 指令支持
  • freemarker 中使用 jsp 标签

为什么使用 BigPipe

  • 解决速度瓶颈
  • 降低延迟时间

BigPipe 适合什么场景

主要适用于：

  1. 请求时间较长，后端程序需要读取多个API获取数据
  2. 页面内容可以划分成多个区块显示，且各个区块之间的关联不大（松耦合）
  3. 对SEO需求较弱

多种实现方式的对比

类型 请求数 服务器端压力 用户体验 网页加载速度 模块加载顺序 实现难度 后期维护难度
普通 1 小 差 慢 文档流顺序 简单 一般
Ajax 多 大 好 快 不确定 困难 困难
单线程BigPipe 1 小 好 慢 自定义 一般 一般
多线程BigPipe 1 一般（线程池引起） 好 最快 不确定 最困难 一般

开始

线程池配置

属性 类型 是否必填 缺省值 说明 描述
core-size int 否 -1 核心线程数 最小空闲线程数，无论如何都会存活的最小线程数
max-size int 否 1024 最大线程数 Jpipe 能创建用来处理 pagelet 的最大线程数
queue-size int 否 1024 最大等待对列数 请求并发大于 max-size，则被放入队列等待
keep-alive long 否 60000 最大空闲时间(ms) 超过这个空闲时间，且线程数大于 core-size 的，被回收直到线程数等于core-size
pre-start-all-core-threads boolean 否 false 预热线程池 是否预先启动 core-size 个线程

pepe 标签、指令

属性 类型 是否必填 缺省值 说明 描述
async boolean 否 true 是否异步执行pagelet任务

pagelet 标签、指令

属性 类型 是否必填 缺省值 说明 描述
domid string 是 html document Id
bean string 是 spring bean name
var string 是 variable 参数
uri string 否 uri 参数
jsmethod string 否 JP.view 包装数据的js函数

与Spring集成

  • 通过JpipeThreadPoolFactoryBean类
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
		http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean class="top.ylonline.jpipe.spring.JpipeSpringFactoryBean"/>
    
    <bean id="pool-1" class="top.ylonline.jpipe.threadpool.common.Pool">
        <property name="coreSize" value="-1"/>
        <property name="maxSize" value="20"/>
        <property name="preStartAllCoreThreads" value="false"/>
        <property name="keepAlive" value="12000000"/>
        <property name="queueSize" value="500"/>
    </bean>

    <!-- 工场模式 -->
    <bean class="top.ylonline.jpipe.threadpool.util.JpipeThreadPoolFactoryBean">
        <property name="pool" ref="pool-1"/>
    </bean>

    <!-- 或者 
    <bean class="top.ylonline.jpipe.threadpool.util.JpipeThreadPoolFactoryBean">
        <property name="pool">
            <bean class="top.ylonline.jpipe.threadpool.common.Pool">
                <property name="coreSize" value="4"/>
                <property name="maxSize" value="10"/>
                <property name="preStartAllCoreThreads" value="true"/>
                <property name="keepAlive" value="60000"/>
                <property name="queueSize" value="500"/>
            </bean>
        </property>
    </bean>
	-->
</beans>
  • 通过JpipeThreadPoolBuilder类
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
		http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean class="top.ylonline.jpipe.spring.JpipeSpringFactoryBean"/>
    
    <!-- builder 模式 -->
    <bean id="jpipeThreadPoolBuilder" class="top.ylonline.jpipe.threadpool.util.JpipeThreadPoolBuilder">
        <property name="pool">
            <bean class="top.ylonline.jpipe.threadpool.common.Pool">
                <property name="coreSize" value="1"/>
                <property name="maxSize" value="1"/>
                <property name="preStartAllCoreThreads" value="true"/>
                <property name="keepAlive" value="1"/>
                <property name="queueSize" value="1"/>
            </bean>
        </property>
    </bean>
    <bean id="jpipeThreadPool-3" factory-bean="jpipeThreadPoolBuilder" factory-method="build"/>
</beans>
  • 通过 JavaBean 方式
@Bean
public JpipeSpringFactoryBean jpipeSpringFactoryBean(){
    return new JpipeSpringFactoryBean();
}

@Bean
public JpipeThreadPoolExecutor jpipeThreadPoolExecutor() {
    Pool pool = new Pool();
    pool.setCoreSize(10);
    pool.setMaxSize(1024);
    pool.setPreStartAllCoreThreads(true);
    pool.getKeepAlive(60000);
    pool.getQueueSize(512);
    // return new EagerThreadPool().getExecutor(pool);
    return new JpipeThreadPoolBuilder(pool).build();
}

  • 通过 spring-boot starter

    • pom.xml 依赖
    <dependency>
    <groupId>top.ylonline.jpipe</groupId>
    <artifactId>jpipe-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>${version}</version>
</dependency>
    • application.yml 配置
    jpipe:
  # enabled: true
  pool:
    pre-start-all-core-threads: true
    core-size: -1
    max-size: 20
    queue-size: 10
    keep-alive: 10000

定义一个 pagelet

使用 Spring 的 @Service 定义一个pagelet，实现 PageletBean 接口的 doExec 方法

@Service("testPagelet1")
public class PageletServiceTest implements PageletBean {

    @Override
    public Map<String, Object> doExec(final Map<String, String> params) {
        Map<String, Object> data = new HashMap<>(params);
        try {
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(new Random().nextInt(5000));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return data;
    }
}

jpipe js

jpipe.core.js

;(function (root, factory) {
    if (typeof exports === 'object') {
        module.exports = exports = factory();
    } else if (typeof define === 'function' && define.amd) {
        define([], factory);
    } else {
        root.JP = factory();
    }
}(this, function () {
    var JP = JP || (function (window) {
        return {
            view: function (json) {
                var id = json['id'];
                document.getElementById(id).innerHTML = json['html'];
            }
        };
    }(window));
    return JP;
}));

JSP 标签

  • 引入标签 <%@ taglib prefix="jp" uri="http://java.yl-online.top/jsp/jpipe" %>
  • 使用自定义标签，最好放到</body>上面，这样就不会堵塞首屏dom的渲染
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" trimDirectiveWhitespaces="true" %>
<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %>
<%@ taglib prefix="jp" uri="http://java.yl-online.top/jsp/jpipe" %>
<c:set var="ctx" value="${pageContext.request.contextPath}"/>
<html lang="en">
<head>
    <title>index</title>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/>
    <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1.0,maximum-scale=1.0,user-scalable=no">
    <script type="text/javascript" src="${ctx}/resources/jpipe.core.js"></script>
</head>
<body>
<h1>index</h1>
<div id="pagelet1"></div>
<div id="pagelet2"></div>
<jp:pipe>
    <jp:pagelet domid="pagelet1" bean="testPagelet1" var="item" uri="id=123&name=forever杨">
        <h1>jspbody support</h1>
        <p>${item.id}</p>
    </jp:pagelet>
    <jp:pagelet domid="pagelet2" bean="testPagelet2" var="item2" uri="id=456&name=forever杨2">
        <h1>jspbody support</h1>
        <p>${item2.name}</p>
    </jp:pagelet>
</jp:pipe>
</body>
</html>

略：部署到 Tomcat、Jetty 等容器

FTL 指令

  • 通过 freemarker Configuration 配置命名空间
@Configuration
public class MvcWevConfig {
    @Resource
    private freemarker.template.Configuration configuration;

    @PostConstruct
    public void setConfiguration() {
        Version version = freemarker.template.Configuration.getVersion();
        DefaultObjectWrapper wrapper = new DefaultObjectWrapperBuilder(version).build();
        this.configuration.setSharedVariable("jp", new FmHashModel(wrapper));
    }
}
<#--<#assign pipe="top.ylonline.jpipe.freemarker.tag.PipeTag"?new() />-->
<#--<#assign pagelet="top.ylonline.jpipe.freemarker.tag.PageletTag"?new() />-->
<html lang="en">
<head>
    <title>index</title>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/>
    <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1.0,maximum-scale=1.0,user-scalable=no">
    <script type="text/javascript" src="jpipe.core.js"></script>
</head>
<body>
<h1>index</h1>
<div id="pagelet1"></div>
<div id="pagelet2"></div>
<@jp.pipe>
    <@jp.pagelet domid="pagelet1" bean="testPagelet1" var="item" uri="id=123&name=forever杨">
        <h1>testPagelet1 jspbody support</h1>
        <p>${item.id}</p>
    </@jp.pagelet>
    <@jp.pagelet domid="pagelet2" bean="testPagelet2" var="item2" uri="id=456&name=forever杨2">
        <h1>testPagelet2 jspbody support</h1>
        <p>${item2.name}</p>
    </@jp.pagelet>
</@jp.pipe>
</body>
</html>
  • 通过 assign 指令配置
<#assign pipe="top.ylonline.jpipe.freemarker.tag.PipeTag"?new() />
<#assign pagelet="top.ylonline.jpipe.freemarker.tag.PageletTag"?new() />
<html lang="en">
<head>
    <title>index</title>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/>
    <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1.0,maximum-scale=1.0,user-scalable=no">
    <script type="text/javascript" src="jpipe.core.js"></script>
</head>
<body>
<h1>index</h1>
<div id="pagelet1"></div>
<div id="pagelet2"></div>
<@jp.pipe>
    <@jp.pagelet domid="pagelet1" bean="testPagelet1" var="item" uri="id=123&name=forever杨">
        <h1>testPagelet1 jspbody support</h1>
        <p>${item.id}</p>
    </@jp.pagelet>
    <@jp.pagelet domid="pagelet2" bean="testPagelet2" var="item2" uri="id=456&name=forever杨2">
        <h1>testPagelet2 jspbody support</h1>
        <p>${item2.name}</p>
    </@jp.pagelet>
</@jp.pipe>
</body>
</html>

在 FTL 中使用自定义 JSP 标签

FTL 是支持使用 JSP 标签的。如果你的项目本来没有使用 JSP 模版，不推荐这种使用做法。因为自定义 JSP 标签是在 JSP 环境中来写作操作的，需要引入 支持 JSP 1.1或者 JSP 1.2的 Servlet 容器（Tomcat、Jetty等Servlet容器部署），而 FTL 可以在非 Servlet 等 Web 环境中使用。

更准确的解释是：尽管 Servlet 容器没有本地的JSP支持，你也可以在 FreeMarker 中使用JSP标签库。 只是确保对JSP 1.2版本(或更新)的 javax.servlet.jsp.* 包在Web应用程序中可用就行。如果你的servlet容器只对JSP 1.1支持， 那么你不得不将下面六个类(比如你可以从Tomcat 5.x或Tomcat 4.x的jar包中提取)复制到Web应用的 WEB-INF/classes/...目录下： javax.servlet.jsp.tagext.IterationTag， javax.servlet.jsp.tagext.TryCatchFinally， javax.servlet.ServletContextListener， javax.servlet.ServletContextAttributeListener， javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener， javax.servlet.http.HttpSessionListener。但是要注意， 因为容器只支持JSP 1.1，通常是使用较早的Servlet 2.3之前的版本，事件监听器可能就不支持，因此JSP 1.2标签库来注册事件监听器会正常工作。

截止发稿：JSP已经发布到 2.3版本

index.ftl 代码

使用 <#assign jp=JspTaglibs["http://java.yl-online.top/jsp/jpipe"] /> 引入自定义 JSP 标签

<#assign jp=JspTaglibs["http://java.yl-online.top/jsp/jpipe"] />
<html lang="en">
<head>
    <title>index</title>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/>
    <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1.0,maximum-scale=1.0,user-scalable=no">
    <script type="text/javascript" src="jpipe.core.js"></script>
</head>
<body>
<h1>index</h1>
<div id="pagelet1"></div>
<div id="pagelet2"></div>
<@jp.pipe>
    <@jp.pagelet domid="pagelet1" bean="testPagelet1" var="item" uri="id=123&name=forever杨">
        <h1>testPagelet1 support</h1>
        <p>${item.id}</p>
    </@jp.pagelet>
    <@jp.pagelet domid="pagelet2" bean="testPagelet2" var="item2" uri="id=456&name=forever杨2">
        <h1>testPagelet2 support</h1>
        <p>${item2.name}</p>
    </@jp.pagelet>
</@jp.pipe>
</body>
</html>

部署到 undertow

maven 依赖

<!-- undertow 部署 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>
<!-- undertow 部署 -->

<dependency>
    <groupId>javax.servlet.jsp</groupId>
    <artifactId>javax.servlet.jsp-api</artifactId>
    <version>2.3.3</version>
</dependency>

由于 undertow 等容器没有 jsp-api 环境，所以需要依赖 javax.servlet.jsp-api 包，同时要通过 TaglibFactory 配置 freemarker 的 classpathTlds。没有这个配置，会报错：freemarker.ext.jsp.TaglibFactory$TaglibGettingException: No TLD was found for the "http://java.yl-online.top/jsp/jpipe" JSP taglib URI. (TLD-s are searched according the JSP 2.2 specification. In development- and embedded-servlet-container setups you may also need the "MetaInfTldSources" and "ClasspathTlds" freemarker.ext.servlet.FreemarkerServlet init-params or the similar system properites.)

Configuration

@Configuration
public class MvcWevConfig {
    @Resource
    private FreeMarkerConfigurer freeMarkerConfigurer;

    @PostConstruct
    public void loadClassPathTlds() {
        List<String> classpathTlds = new ArrayList<>();
        classpathTlds.add("/META-INF/Jpipe.tld");
        freeMarkerConfigurer.getTaglibFactory().setClasspathTlds(classpathTlds);
    }
}

部署到 Tomcat

maven 依赖

<!-- 外部 Tomcat 部署 -->
<dependency>
    <groupId>javax.servlet</groupId>
    <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
    <artifactId>tomcat-embed-jasper</artifactId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>
<!-- 外部 Tomcat 部署 -->

由于 Tomcat、Jetty中已经有 jsp-api 环境了，这里不需要再依赖 javax.servlet.jsp-api 包