基于國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件應(yīng)用系統(tǒng)的性能測試與優(yōu)化研究

2.3 錄制測試腳本
測試腳本是一組代碼，執(zhí)行時，可以模擬用戶操作對服務(wù)器產(chǎn)生的請求數(shù)據(jù)，或是模擬用戶執(zhí)行操作的過程、用戶等待行為等。腳本的錄制按照以下步驟執(zhí)行：
(1)使用LoadRunner錄制測試從業(yè)務(wù)使用頻繁程度以及負(fù)載量的大小選擇新建患者資料、患者資料查詢、新增日程功能作為三組測試[4]。這三組測試腳本模擬的執(zhí)行過程為系統(tǒng)登錄、業(yè)務(wù)操作和退出系統(tǒng)。
(2)每個操作定義為一個事務(wù)，在事務(wù)前后加入隨機(jī)的思考時間。
(3)在事務(wù)前設(shè)置集合點，保證用戶執(zhí)行操作的并發(fā)。
(4)在用戶實際操作的過程中，不同用戶提交的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)動態(tài)生成的會話標(biāo)志是不一致的。通過參數(shù)化來設(shè)定差異值的取值范圍、迭代方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的變量化，而系統(tǒng)的會話標(biāo)志如session，則需要設(shè)置關(guān)聯(lián)來保存。
2.4 設(shè)計測試場景
在性能測試中，常見的錯誤觀點是只設(shè)置單一的場景。場景的設(shè)計是至關(guān)重要的，只有設(shè)計的測試場景真實地反映用戶的實際場景，性能測試的結(jié)果才可靠。
場景的設(shè)計需要考慮到系統(tǒng)運行時，不同操作對系統(tǒng)形成的負(fù)載差異，需要確定典型的應(yīng)用場景下不同操作用戶的比例[5]。醫(yī)療信息系統(tǒng)日常執(zhí)行新建患者資料、查詢患者資料、新建日程的比例分別為25%、60%、15%。
在創(chuàng)建的場景中載入已錄制的三組測試腳本，并設(shè)置執(zhí)行比例。編輯場景中的計劃生產(chǎn)器，設(shè)置虛擬用戶以一定的間隔時間按比例遞增，逐步啟動與服務(wù)器建立連接。
2.5 分析測試結(jié)果
在性能測試的過程中，LoadRunner會收集到大量的測試數(shù)據(jù)，包括每個性能指標(biāo)，如事務(wù)的錯誤、警告和通知信息等。并發(fā)用戶數(shù)為200的事務(wù)響應(yīng)時間如表3所示。

在測試過程中出現(xiàn)的問題：(1)大量用戶并發(fā)時，服務(wù)器CPU、內(nèi)存的資源利用率卻很低；(2)事務(wù)執(zhí)行成功率低、成功事務(wù)的平均響應(yīng)時間長，很多事務(wù)因為連接超時而失??；(3)出現(xiàn)內(nèi)存泄露；(4)Tongweb控制臺顯示連接數(shù)據(jù)庫時出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信異常。
從測試結(jié)果可見，系統(tǒng)存在性能瓶頸。因此，為了使系統(tǒng)達(dá)到最佳的性能，需要分析測試環(huán)境對系統(tǒng)性能的影響，對其進(jìn)行性能優(yōu)化，摒除系統(tǒng)性能瓶頸。
3 系統(tǒng)優(yōu)化
3.1 系統(tǒng)優(yōu)化框架
根據(jù)Mercury公司的報告，系統(tǒng)的性能問題由許多因素構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、代碼的優(yōu)化程度、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器都會對系統(tǒng)的性能表現(xiàn)造成影響。但是，影響系統(tǒng)優(yōu)化主要因素是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、應(yīng)用程序、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器[6]。考慮到這些因素之間的相互依賴關(guān)系，采用從高層到低層的優(yōu)化方法。該方法的特點是先調(diào)優(yōu)高層的環(huán)境，然后調(diào)優(yōu)較低層的環(huán)境，符合高層實現(xiàn)依賴于低層實現(xiàn)的一般規(guī)律。優(yōu)化層次如圖2所示，但如果隨意調(diào)整，容易造成循環(huán)。

(1)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境優(yōu)化
網(wǎng)絡(luò)是影響系統(tǒng)性能的重要因素之一，其影響主要反映在事務(wù)的響應(yīng)時間與吞吐量上。在測試過程中，如果吞吐量沒有隨并發(fā)用戶增多而增大，且事務(wù)響應(yīng)時間比較長時，可以考慮對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，改善網(wǎng)絡(luò)的帶寬。
(2)應(yīng)用程序優(yōu)化
應(yīng)用程序優(yōu)化針對數(shù)據(jù)訪問層，其優(yōu)化措施主要有以下幾方面：(1)優(yōu)化SQL語句；(2)盡量引入連接池機(jī)制，減少頻繁打開、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接的操作，控制當(dāng)前激活的數(shù)據(jù)庫連接總數(shù)，防止系統(tǒng)過載；(3)引入緩存機(jī)制，以減少磁盤I/O的次數(shù)。這些優(yōu)化措施能夠提高數(shù)據(jù)讀取速率，減少訪問響應(yīng)時間，降低資源的使用率。
(3)應(yīng)用服務(wù)器優(yōu)化
應(yīng)用服務(wù)器優(yōu)化集中在最大連接限制數(shù)、內(nèi)存配置。在大量并發(fā)的情況下，應(yīng)用服務(wù)器承受很大的負(fù)載壓力，過多地連接會很快消耗掉大量系統(tǒng)資源，過低的連接限制會增大連接時延，延長事務(wù)響應(yīng)時間。優(yōu)化時根據(jù)系統(tǒng)資源合理設(shè)置應(yīng)用服務(wù)器最大連接限制數(shù)、內(nèi)存，避免內(nèi)存泄露現(xiàn)象出現(xiàn)，盡量減少響應(yīng)時間。
(4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)優(yōu)化
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)優(yōu)化主要是配置數(shù)據(jù)緩存區(qū)大小、最大并發(fā)會話數(shù)，為數(shù)據(jù)庫建立合理的索引。設(shè)置較大數(shù)據(jù)緩存區(qū)，可以減少數(shù)據(jù)交換次數(shù)，降低系統(tǒng)資源消耗。為大數(shù)據(jù)量、訪問頻繁的數(shù)據(jù)庫表建立合理的索引，能夠消除對表的順序存儲，從而提高系統(tǒng)的檢索性能。在CPU資源和I/O資源可用的情況下，如果服務(wù)器有很長的事務(wù)等待隊列，增大最大并發(fā)會話數(shù)，可以減少響應(yīng)時間。