1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述

    客觀世界的所有的信息在計算機(jī)上都是以數(shù)據(jù)的形式存放的，計算機(jī)完成各種任務(wù)的過程實際上就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理的過程。隨著人們對客觀世界認(rèn)識的深入，數(shù)據(jù)的容量越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，如何對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護(hù)已經(jīng)成為計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域研究的重要課題，因此數(shù)據(jù)庫技術(shù)近幾年也成為了計算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點。

    1．1桌面型數(shù)據(jù)庫

    最初的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品都是在應(yīng)用在單機(jī)的環(huán)境中——桌面型數(shù)據(jù)庫，規(guī)模比較小，不需要網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的支持，幾乎不提供或者提供很少的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能，同時也沒有或是有較弱的安全性方案，這些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用是范圍較小的辦公環(huán)境，優(yōu)勢是開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫集成為一體，代表產(chǎn)品有微軟的dbade，F(xiàn)oxbase，access等。

    1．2網(wǎng)絡(luò)性數(shù)據(jù)庫

    隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)運而生，而且現(xiàn)在仍處于一個快速發(fā)展的階段，其比之桌面的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有更多的優(yōu)勢。

    1)需要網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的支持。

    2)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理工具、前端開發(fā)工具和后臺數(shù)據(jù)庫是可以分離的，通常我們所說的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)是管理工具和后臺數(shù)據(jù)庫的總和。

    3)具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和分布式功能，可以根據(jù)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不同組合成各種工作模式。

    4)技術(shù)先進(jìn)，支持超大規(guī)模數(shù)據(jù)庫技術(shù)、并行查詢、多線程服務(wù)器等。

    5)提供完備的數(shù)據(jù)安全方案，提供完善的數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)手段。

    典型的阿絡(luò)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品有微軟的sql server系列，IBM的DB2系列，Sybase公司的sybase系列以及oracle公司的oracle系列，以上的幾大產(chǎn)品占據(jù)了數(shù)據(jù)庫市場的絕大部分。

2 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器性能測試的重要性

    在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)處理來自客戶端的操作申請，由于客戶端的數(shù)目大于服務(wù)器的數(shù)目，所以一般情況下，約束整個系統(tǒng)能力的主要因素是服務(wù)器的性能。所以這也就是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器成為大家主要關(guān)心的一個重要方面。

    由于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中的重要性，業(yè)界的硬件提供商和數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的軟件提供商，都希望知道自己所提供的產(chǎn)品是否可以很好地滿足用戶的需求，以及得到其潛在的抗壓空間，這就使得數(shù)據(jù)庫服務(wù)器性能測試顯得尤為重要，經(jīng)過一段時間的發(fā)展和融合，現(xiàn)在基本上形成了比較成熟的測試思想、方法以及測試的軟件工具。

    現(xiàn)有的測試方法都是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的工作模式，通過搭建類似于實際應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，然后再采用模擬實際的訪問操作，然后對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的統(tǒng)計信息匯總、分析。現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫大致有以下2種工作模式。

    2．1 c／s模式

    通常的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫都是采取的c／s T作模式，客戶機(jī)向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提出訪問請求，該服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的各種操作，如圖1所示。c／s模式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫在前端計算機(jī)上要安裝專門的應(yīng)用程序來操作后臺數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。前端應(yīng)用程序可以完成計算和接受處理數(shù)據(jù)的工作，而后臺的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要完成數(shù)據(jù)的管理工作。該模式特點就是速度較快，功能完備，缺點是維護(hù)升級不方便，主要是基于行業(yè)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，如股票接收系統(tǒng)、郵局匯款等。

    2．2 B／S模式

    瀏覽器／中間應(yīng)用層／數(shù)據(jù)庫模式，3層結(jié)構(gòu)，又成為瘦客戶機(jī)模式，原理為：這種模式下客戶機(jī)只需要安裝瀏覽器軟件，無需開發(fā)應(yīng)用程序，這就是“瘦”的含義，中間層的Web應(yīng)川服務(wù)器是連接前端客戶機(jī)和后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的橋梁，主要的數(shù)據(jù)計算和應(yīng)用都在此完成，因此對中間層服務(wù)器的要求較高，后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要完成數(shù)據(jù)的管理，如圖2所示：

    圖1 客戶機(jī)／服務(wù)器模式示意圖

    圖2 瀏覽器／服務(wù)器模式示意圖

    基于此模式的web的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用模式主要用于瀏覽，查詢Internet／Intranet信息，受目前技術(shù)條件的限制，其功能較弱，但是由于面向的是不特定的用戶，客戶機(jī)無需維護(hù)和升級，因此，隨著Internet的普及，B／s模式將越來越受到用A的歡迎，典型的例子網(wǎng)上定票、購物，就是電子商務(wù)的常用模式。

    基于對以上的數(shù)據(jù)庫的工作原理分析，數(shù)據(jù)庫的性能測試目前一般都是采用客戶機(jī)／服務(wù)器的模式。

3 現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器性能測試的缺陷

    現(xiàn)在的性能測試的工作框圖如圖3所示，從圖3可以看出，測試思想是通過控制端的測試軟件，在客戶端和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器建立訪問連接之后，控制客戶端對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的訪問，根據(jù)測試的目的不同便可以得到數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)的性能參數(shù)結(jié)果。一般有以下2種測試目的。

圖3 現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的測試的框圖

    3．1單用戶測試

    當(dāng)希望知道數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對于單用戶的相應(yīng)特性時，就可以采用單用戶的測試模式，讓單個用戶訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、運行數(shù)據(jù)庫操作，通過控制端的定時信息得到相應(yīng)時間、處理的時間等。

    3．2多用戶測試

    當(dāng)希望知道數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的最大的處理能力的時候，就可以采用多用戶的測試模式，控制端控制多個客戶機(jī)對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的同時訪問，并且逐步增加用戶數(shù)，發(fā)現(xiàn)達(dá)到峰值的數(shù)目，便可以得到數(shù)據(jù)庫的最大處理能力。

    以上的2種方法的測試，都可以通過設(shè)置被測數(shù)據(jù)庫服務(wù)器系統(tǒng)的監(jiān)視器變量，查看對性能約束比較大的因素，這就是系統(tǒng)的瓶頸所在，這樣就可以對相應(yīng)的硬件配置進(jìn)行調(diào)優(yōu)，或是對數(shù)據(jù)庫的配置，設(shè)計以及規(guī)劃或是查詢的語句作出相應(yīng)調(diào)整，以便使得數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的軟硬件配置達(dá)到最優(yōu)，使得系統(tǒng)的性能得到最大的發(fā)揮。

    現(xiàn)在采用的方法雖然有上述的各種優(yōu)點，但是也存在著一定的不足，例如，采用的客戶機(jī)訪問的模式，訪問的資源等都具有一定的固定性。比如一般的測試軟件中客戶機(jī)的訪問模式，固定為幾個典型的操作語句，比如對象的創(chuàng)建，記錄的插入、刪除、查詢等，而且客戶機(jī)會同時訪問數(shù)據(jù)庫的一個資源，這可能符合一種應(yīng)用，但是卻并沒有代表性，并不能反映實際的數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用情況。因此測試結(jié)果的指導(dǎo)意義大大折扣。下面就對該測試方法作一定的修改。

4 本文采用的方法的原理及優(yōu)點

    本文采用了客戶端隨機(jī)訪問模式的方法，以達(dá)到訪問模式的隨機(jī)化，以及訪問資源的平均化，這樣就更好地反映了實際的應(yīng)用環(huán)境的要求和數(shù)據(jù)庫的性能，有利于我們找到限制數(shù)據(jù)庫的性能的因素，提供優(yōu)化系統(tǒng)的重要信息。

    其工作原理如圖4所示：

圖4 本文提出的新的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器測試的示意圖

    4．1框圖分析

    從圖4中可以看到，整個測試系統(tǒng)從功能上大體可以分解為4大模塊：控制端、操作模式庫、客戶機(jī)、被測數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。當(dāng)然各個部分之間在物理上可以為一個，比如控制端可以和模式操作庫在同一臺工作站，控制端可以和客戶機(jī)是同一個工作站等等。

    1)控制端

    控制端主要負(fù)責(zé)對訪問模式的選擇、設(shè)置測試時的參數(shù)、設(shè)置被測試的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的對象、對被測試服務(wù)器的監(jiān)控和對測試所得到的結(jié)果信息、匯總、整理。

    2)操作模式庫

    操作模式庫中包含有用戶定義的各種操作的方法，可以根據(jù)自己關(guān)心的方面，以及該系統(tǒng)在以后的實際的應(yīng)用環(huán)境最可能出現(xiàn)的情況，對該庫進(jìn)行范圍的劃定，以期望達(dá)到即盡量減少不必要的操作，又不遺漏應(yīng)該包含的內(nèi)容。

    3)客戶端

    客戶端是對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)出請求的一個應(yīng)用程序的抽象，在期望的數(shù)目的客戶端同時得到自己的訪問模式后，開始發(fā)出對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的訪問請求，原則上一個物理的機(jī)器可以包含多個客戶端，但是應(yīng)該避免過多的情況，因為此時客戶端所運行的物理機(jī)平臺成為測試系統(tǒng)的約束。

    4)被測數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

    這里的被測試數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和硬件平臺的總和，測試的目的包括對軟件性能和硬件性能的綜合評估，服務(wù)器在響應(yīng)完客戶端的操作請求后，控制端返回統(tǒng)計信息，供進(jìn)一步分析給出服務(wù)器配置調(diào)整建議。

    4．2工作過程

    整個測試系統(tǒng)的工作過程為：

    1)控制端向操作模式庫中發(fā)出模式選擇請求；

    2)選擇得到的隨機(jī)訪問模式提供給客戶端；

    3)在多個客戶端都得到模式信息后，統(tǒng)一的同步后，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問；

    4)控制端的監(jiān)聽程序，監(jiān)聽數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的運行狀態(tài)，在檢測到訪問運行后執(zhí)行下一步；

    5)從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器返回各種統(tǒng)計信息給控制端，供匯總分析。

    以上工作模式有效避免了以往測試的客戶機(jī)訪問模式和訪問資源過于固定和集中的缺陷，實現(xiàn)了模式的隨機(jī)化，訪問資源的平均化，更接近于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的現(xiàn)實的應(yīng)用，改進(jìn)了測試的效果。

5 使用本文測試所得的結(jié)果及分析

    下面是采用文中的方法進(jìn)行的一個實際的測試。

    具體的設(shè)定為：客戶機(jī)的數(shù)目從1～400，步長為10，在模式庫中包含了表的創(chuàng)建，表的刪除，記錄的插入、查詢、刪除，索引的創(chuàng)建、視圖的創(chuàng)建等，而且創(chuàng)建的對象有包括大小不同的多種，包括了常見的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器會遇到的操作的種類。圖5～8就是測試結(jié)果中的幾個變量的對應(yīng)關(guān)系圖。

圖5 用戶數(shù)和平均響應(yīng)時間關(guān)系圖

圖6 用戶數(shù)和最大響應(yīng)時間關(guān)系圖

圖7 用戶數(shù)和最小響應(yīng)時間關(guān)系圖

圖8 用戶數(shù)和服務(wù)器處理能力關(guān)系圖

    由圖5，隨著用戶數(shù)的增加，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的平均響應(yīng)時間會增加，這也符合實際的情況。由圖6和圖7，在不同的用戶數(shù)目的時候，用戶響應(yīng)時間最大值和最小值由于訪問模式的不同的差異比較大。由圖8可以看出：服務(wù)器的處理能力會隨著用戶數(shù)目的增加，很快的達(dá)到峰值，用戶數(shù)再增加，處理能力穩(wěn)中有降。這也說明了為什么相應(yīng)的平均時間會逐漸增大。

6 結(jié)論

    本文首先介紹了數(shù)據(jù)庫技術(shù)在計算機(jī)技術(shù)中的重要地位，現(xiàn)有占主導(dǎo)地位的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的特點，分析了數(shù)據(jù)庫性能測試的重要性；并且根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的工作模式，分析了現(xiàn)有的測試方法的優(yōu)點和缺點；并且提出了一種新的測試方法，最后實驗結(jié)果表明該方法比較有效，起到了一定的效果，同時該方法也可以推廣到其他的服務(wù)器的性能測試中去。

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本文標(biāo)題：ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器性能測試方法的研究和實現(xiàn)

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