Lessons Learned: Java EE Webstack Performance
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Lessons Learned Java EE Webstack Performance Jens Schumann | open knowledge GmbH
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Speaker: Jens Schumann JAX 2013 23.4.2013 Performante Java-EE-6-Webanwendungen? Kein Problem! Doch auch für JSF2/CDI-Anwendungen gilt, dass kleinste Details enorme Auswirkungen haben können. Dies betrifft natürlich stark dynamische Inhalte, insbesondere aber den Einsatz von Ajax und Partial Rendering, EL API 2.2 Features und Composite Components. Worauf man grundsätzlich achten sollte und was unbedingt zu vermeiden ist, zeigt diese Session.
Transcript of Lessons Learned: Java EE Webstack Performance
Lessons Learned Java EE Webstack Performance
Jens Schumann | open knowledge GmbH
Java EE Webstack Performance!
Web Entwicklung aus der Brille eines Java EE Entwicklers!
!
- The Backend-Tier Part -!
Java EE Webstack Performance!
public List<Order> findTodaysOrders(...) { Calender cal = Calender.getInstance(); cal.set(Calendar.HOUR, 0); ... if (LOG.isDebugEnabled()) { // log method request details } List<Order> result = repository.findOrdersByDate(cal.getTime); if (LOG.isDebugEnabled()) { // log result details } return result; }
Java EE Webstack Performance!
public List<Order> findTodaysOrders(...) { Calender cal = Calender.getInstance(); cal.set(Calendar.HOUR, 0); ... if (LOG.isDebugEnabled()) { // log method request details } List<Order> result = repository.findOrdersByDate(cal.getTime); if (LOG.isDebugEnabled()) { // log result details } return result; }
Java EE Webstack Performance!
public List<Order> findTodaysOrders(...) { Calender cal = Calender.getInstance(); cal.set(Calendar.HOUR, 0); ... if (LOG.isDebugEnabled()) { // log method request details } List<Order> result = repository.findOrdersByDate(cal.getTime); if (LOG.isDebugEnabled()) { // log result details } return result; }
Java EE Webstack Performance!
public List<Order> findTodaysOrders(...) { Calender cal = Calender.getInstance(); cal.set(Calendar.HOUR, 0); ... if (LOG.isDebugEnabled()) { // log method request details } List<Order> result = repository.findOrdersByDate(cal.getTime); if (LOG.isDebugEnabled()) { // log result details } return result; }
Java EE Webstack Performance!
Web Entwicklung aus der Brille eines Java EE Entwicklers!
!
- The Web-Tier Part -!
Java EE Webstack Performance!
@Named @SessionScoped public class OrderOverviewBean() { @Inject private OrderService service; private List<Order> orders; @PostConstruct protected void init() { orders = service.findTodaysOrders(...) } }
Java EE Webstack Performance!
@Named @SessionScoped public class OrderOverviewBean() { @Inject private OrderService service; private List<Order> orders; @PostConstruct protected void init() { orders = service.findTodaysOrders(...) } }
Java EE Webstack Performance!
@Named @SessionScoped public class OrderOverviewBean() { @Inject private OrderService service; private List<Order> orders; @PostConstruct protected void init() { orders = service.findTodaysOrders(...) } }
Java EE Webstack Performance!
@Named @SessionScoped public class OrderOverviewBean() { @Inject private OrderService service; private List<Order> orders; @PostConstruct protected void init() { orders = service.findTodaysOrders(...) } }
Java EE Webstack Performance!
Web Entwicklung aus der Brille eines Java EE Entwicklers!
!
- The UI Part -!
Java EE Webstack Performance!
<html> <head> <link ... href="theme.css" /> <link ... href="primefaces.css.jsf" /> <link ... href="fileupload.css.jsf" /> <script ... src="jquery.js.jsf" /> <script ... src="primefaces.js.jsf" /> <script ... src="fileupload.js.jsf" /> </head> <body> <div id="main_navigation"> <a ...><img src="print.png.jsf?ln=img"></a> <a ...><img src="export.png.jsf?ln=img"></a> </div> </body> </html>
Java EE Webstack Performance!
<html> <head> <link ... href="theme.css" /> <link ... href="primefaces.css.jsf" /> <link ... href="fileupload.css.jsf" /> <script ... src="jquery.js.jsf" /> <script ... src="primefaces.js.jsf“ /> <script ... src="fileupload.js.jsf“" /> </head> <body> <div id="main_navigation"> <a ...><img src="print.png.jsf?ln=img"></a> <a ...><img src="export.png.jsf?ln=img"></a> </div> </body> </html>
rendered=“#{bean.value.attr}“
Java EE Webstack Performance!
<html> <head> <link ... href="theme.css" /> <link ... href="primefaces.css.jsf" /> <link ... href="fileupload.css.jsf" /> <script ... src="jquery.js.jsf" /> <script ... src="primefaces.js.jsf" /> <script ... src="fileupload.js.jsf" /> </head> <body> <div id="main_navigation"> <a ...><img src="print.png.jsf?ln=img"></a> <a ...><img src="export.png.jsf?ln=img"></a> </div> </body> </html>
Java EE Webstack Performance!
Agenda • Die üblichen Verdächtigen • Java EE Zutaten • 6 Gänge Menü • Die Summe macht es • 8 Gänge Menü • Diät-Vorschlag: Kalorien-Arithmetik
Die üblichen Verdächtigen!
Die üblichen Verdächtigen!
• „Tuning“ – Netzwerk-Latenz – Transfer-Volumen – Browser Perform.
• HTML Rendering • CSS Rendering • JS Engine
Die üblichen Verdächtigen!
• „Tuning“ – Dynamic vs. Static – Stateful vs.
Stateless – EL vs. Code
Die üblichen Verdächtigen!
• „Tuning“ – Fine vs. Coarse – Backend-Interaktion
– Caches
Die üblichen Verdächtigen!
• „Tuning“ – EIS Interaktion
Java EE Webstack Performance!
Agenda • Die üblichen Verdächtigen • Java EE Zutaten • 6 Gänge Menü • Die Summe macht es • 8 Gänge Menü • Diät-Vorschlag: Kalorien-Arithmetik
Java EE Zutaten!
• JSF 2.0 – Templates – Composites – EL-API 2.2 – Partial Rendering – Partial Submit – Resource Libs
Java EE Zutaten!
• CDI 1.0 – Injection – Conversation – Events
Java EE Zutaten!
• CDI 1.0 – Injection – Events – Scopes
Java EE Zutaten!
• EJB 3.1 – Injection – Asynchronous
Java EE Zutaten!
• EJB 3.1 – Injection – Asynchronous
out of scope
Java EE Zutaten!
• CDI 1.0 – Injection – Events – Scopes
Java EE Zutaten!
• JPA 2.0 – Cache API – Criteria API – Orphaned
Removal – ...
Java EE Zutaten!
• JPA 2.0 – Cache API – Criteria API – Orphaned
Removal – ...
out of scope
Java EE Webstack Performance!
Agenda • Die üblichen Verdächtigen • Java EE Zutaten • 6 Gänge Menü • Die Summe macht es • 8 Gänge Menü • Diät-Vorschlag: Kalorien-Arithmetik
6 Gänge Menu!
6 Gänge Menu!
• Phase I: Restore View – (Wieder-)herstellen des aktionsauslösenden/
angeforderten Views • Erstellung Komponentenbaum auf Basis .xhtml
Seite • Beim ersten Request grundsätzlicher Aufbau des
Komponentenbaums
6 Gänge Menu!
• Restore View: Alles OK*
*JSF Development Mode beachten
6 Gänge Menu!
• Phase II: Apply Requests – Zuweisung (HTTP-Request) Parameter zu
JSF Komponenten als submittedValue • Keine Validierung • Keine Konvertierung
6 Gänge Menu!
• Apply Requests: Alles OK
6 Gänge Menu!
• Phase III: Process Validations – Konvertierung und Validierung der
Eingabeparameter und Berücksichtigung der im Modell und View definierten Regeln
– Nutzung von • JSF-Validatoren • JSF-Konvertern
6 Gänge Menu!
• Process Validations: Workload – Große Formularfelder erfordern hohe Anzahl
an Konvertierung und Validierung • Auswirkungen bei Date, BigDecimal
– Folge: Vergleichsweise hoher Anteil in Validierung bei Submit des gesamten Formulars
6 Gänge Menu!
• Process Validations: Workload
6 Gänge Menu!
• Process Validations: Workload-Tipp – Nutzung von Wizards
• Verkleinerung Formularbestandteile
– Partial Submits für Value Changes • Kein finales Form Submit
6 Gänge Menu!
• Process Validations: PostConstruct – Ein einfaches Registrations-Formular
6 Gänge Menu!
• Process Validations: PostConstruct
6 Gänge Menu!
• Process Validations: PostConstruct-Tipp – Vermischung von Use-Cases vermeiden
• Datenaufbereitung und Form Behandlung sind unterschiedliche Use Cases
– @PostConstruct in @RequestScoped gehören unter besondere Beobachtung
6 Gänge Menu!
@Named @RequestScoped public class RegistrationBean() { private List<News> currentNews; private String firstName; private String lastName; @PostConstruct protected void init() { currentNews = service.getPersonlizedNews(...) } }
6 Gänge Menu!
@Named @RequestScoped public class RegistrationBean() { private List<News> currentNews; private String firstName; private String lastName; @PostConstruct protected void init() { currentNews = service.getPersonlizedNews(...) } }
6 Gänge Menu!
• Process Validations: Backend Integration – Validatoren/Konverter können unter
Umständen JPA Caching Effekte nicht nutzen • Transaction-Bound EntityManager
6 Gänge Menu!
• Process Validations: Backend Integration
6 Gänge Menu!
• Process Validations: Backend-Tipp – RequestScoped EntityManager nutzen* @Produces @RequestScoped @PersistenceContext(unitName=“x", type=EXTENDED) public EntityManager createEntityManager( @PersistenceUnit(unitName = “x") EntityManagerFactory factory) { return factory.createEntityManager(); }
*inclusive Disposer Method
6 Gänge Menu!
• Phase IV: Update Model Values – Aktualisierung des Modells durch Zuweisung
der konvertierten und validierten Parameter
6 Gänge Menu!
• Update Model Values – alles OK
6 Gänge Menu!
• Phase V: Invoke Application – Ausführung der Zielmethode via Reflection
6 Gänge Menu!
• Invoke Application: Keine Auffälligkeiten – Siehe „Die üblichen Verdächtigen“ – Siehe „Die Summe macht es“ – Siehe „PostConstruct“
6 Gänge Menu!
• Phase VI: Render Response – Erzeugung einer (HTML-)Antwort auf der Basis
des berechneten Ziel-Views und Modells • Nutzung von der JSF-Renderer aus dem
verwendeten Renderkit • Entfällt bei redirect
6 Gänge Menu!
• Render View: Komplexe Views – Moderne Web Anwendungen haben oft
Desktop Charakter • Tiefe Verschachtelungen • Bedingte Sichtbarkeiten
6 Gänge Menu!
• Render View: Komplexe Views-Tipp – Unnötige Formatierungsanweisungen
vermeiden – Layout via CSS und nicht via JSF
– Exit-Strategie Client Side Code • JSF Client-Behaviours • Pure JS/JQuery
6 Gänge Menu!
• Render View: Possibly-Lazy Views – Modale Dialoge, Detailansichten und Tabs
gehören zu heutigen Webanwendungen • Desktop Usability
– Darstellung der Inhalte erfolgt In-Page, ohne Neuladen der Seite
– Inhalte werden unter Umständen mit jedem Request ausgeliefert
6 Gänge Menu!
• Render View: Possibly-Lazy Views-Tip – Nicht sichtbare Inhalte auch nicht zum Client
ausliefern • Dynamisches Nachladen realisieren • „Dynamic“ Eigenschaften der Komponenten nutzen
<p:dialog modal="true" dynamic=“true“>...</p:dialog>
6 Gänge Menu!
• Render Response: EL Performance – Performance Reference Implementierung
EL- API ist OK
– JUEL* bringt erheblichen Performance-Gewinn
*http://juel.sourceforge.net
6 Gänge Menu!
• Render Response: EL Graph Evaluation – In der Regel werden trotz eingeführter
„Variablen“ EL Ausdrücke immer komplett ausgewertet
<p:dataTable var=“customer" value="#{customerOverview.customers}“> <p:column> <h:outputText value="#{customer.firstName}"/> </p:column> </p:dataTable>
6 Gänge Menu!
• Render Response: EL Evaluation-TIP – Sehr tiefe EL-Ausdrücke, speziell über
Collections vermeiden – Composite Components mit Backing Beans
verwenden • Binding-Attribute
Java EE Webstack Performance!
Agenda • Die üblichen Verdächtigen • Java EE Zutaten • 6 Gänge Menü • Die Summe macht es • 8 Gänge Menü • Diät-Vorschlag: Kalorien-Arithmetik
Die Summe macht es!
• Verschiedene Probleme werden nur in Kombination relevant – PostConstruct Evil – „Rendered“-Attribute – EL Actions mit Params – CDI Events und Scopes – EntityManager Lifecycle
Die Summe macht es!
• PostConstruct Evil – PostConstruct führt in allen Phase zu
unerwarteten Seiteneffekten
– Tipp (Wiederholung) • Eine CDI Bean pro Use Case • Fachfremde Initialisierung IMMER auslagern • Bei RequestScoped Beans auf Lazy Init statt
PostConstruct Initialisierung ausweichen
Die Summe macht es!
• Rendered-Attribute – Auswertung rendered-EL-Ausdruck erfolgt im
LifeCycle mehrmals (bis zu 6 mal)
– Tipp: Auf EL-Ausführungszeiten achten – Tipp: Rendered und PostConstruct beachten
<h:panelGrid rendered="#{db.welcomeMessages.size() > 0}“ > ... </h:panelGrid>
Die Summe macht es!
• Parameterisierte EL-Actions – EL API 2.2 erlaubt parameterisierte
Methodenaufrufe • EL-API(!) enthält performancerelevante Bug*
– Tipp: EL-API 2.2.2 oder später nutzen
<h:commandButton action="#{delController.delete(customer)}“ ... />
*http://java.net/jira/browse/UEL-19
Die Summe macht es!
• CDI-Events, Scopes und PostConstruct – CDI Events eignen sich für Aktualisierung von
Informationen in der Web Anwendung
public class CustomerService { @Inject @Deleted private Event<Customer> eventSource; public void deleteCustomer(Customer customer) { ... eventSource.fire(customer); } }
Die Summe macht es!
• CDI-Events, Scopes und PostConstruct @Named @SessionScoped public class CustomerService { public void onCustomerDelete(@Observes @Deleted Customer customer) { // reset internal list loadList(); } @PostConstruct public void loadList() { ... } }
Die Summe macht es!
• CDI-Events, Scopes und PostConstruct – Laden/Aufbereitung von Daten in Observer-
Methoden vermeiden – @Observers(notifyObserver=IF_EXISTS)
verwenden
Die Summe macht es!
• CDI-Events, Scopes und PostConstruct @Named @SessionScoped public class CustomerService { private List<Customer> customers; public void onCustomerDelete(@Observes @Deleted Customer customer) { // remove customer from customers list ... } }
Die Summe macht es!
• EntityManager LifeCycle – In der Regel ist der Lebenszyklus an Java EE
EntityManager gebunden • Lebt für den Zeitraum der Transaktion
– Folge: Keine Caching Effekte über alle LifeCycle Phasen hinweg
– Tipp: RequestScoped EntityManager nutzen
Java EE Webstack Performance!
Agenda • Die üblichen Verdächtigen • Java EE Zutaten • 6 Gänge Menü • Die Summe macht es • 8 Gänge Menü • Diät-Vorschlag: Kalorien-Arithmetik
8 Gänge Menü!
8 Gänge Menü!
Client (Browser)
Netzwerk
8 Gänge Menü!
• Partial Rendering / Partial Submits – Partial Submit
• Teilweise Übertragung von Formularinhalten
– Partial Rendering • Aktualisierung von ausgewählten HTML Elementen
8 Gänge Menü!
• Partial Rendering / Partial Submits – Problem Partial Rendering
• Es gilt die Kochanleitung für das 6 Gänge Menü • Partial Rendering kann bei komplexen die Browser
Render-Engine stark belasten – Tiefe Tabellenstrukturen – Modale Dialoge / Lazy
– Tipp: Frühzeitig Auswirkungen im IE 7+ testen
8 Gänge Menü!
• Composite Component Resources – Deklaration von HTML Ressourcen in CC‘s
• CSS, JavaScript, (Images)
– Folge: Zusätzliche Client-Server Kommunikation
<composite:implementation> <h:outputStylesheet library="css" name="errorPopup.css"/> <h:outputScript library="js" name=“errorPopup.js“ target="head"/> </composite:implementation>
8 Gänge Menü!
• Composite Component Resources - Tipp – Bildung von Composite Component Groups mit
shared CSS/JavaScript Libraries
<composite:implementation> <h:outputStylesheet library="css" name=“utility.css"/> <h:outputScript library="js" name=“utility.js“ target="head"/> </composite:implementation>
Java EE Webstack Performance!
Agenda • Die üblichen Verdächtigen • Java EE Zutaten • 6 Gänge Menü • Die Summe macht es • 8 Gänge Menü • Diät-Vorschlag: Kalorien-Arithmetik
Diät-Vorschlag: Kalorien-Arithmetik!
• End-to-End Performance betrachten
• High-Level Monitoring im Echtbetrieb
• Low-Level Analyse On-Demand – Java Profiling – Netzwerk Profiling
Diät-Vorschlag: Kalorien-Arithmetik!
• High-Level Performance Monitoring – JAMON, JavaMelody, Java Simon, JETM, ... – JXInsight, Dynatrace, ...
Gibt es noch Fragen?
Dann los ...
