基于国产基础软件应用系统的性能测试与优化研究
本文以基于国产基础软件的医疗信息系统为例,介绍如何测试系统在承受高并发量、高访问数据量情况下的性能,并对影响系统性能的主要因素进行分析,提出了系统的性能优化方案。实验结果表明,该方案大幅提高了系统性能,为基于国产基础软件的应用系统性能优化提供了一个可借鉴的方法。
1 性能测试
1.1 性能测试方法
性能测试是通过模拟大量用户与系统进行交互的行为,对被测系统进行加压,获取系统负载增加或在特定负载时,用户的真实体验,从而确定系统所能承受的最大负载与特定负载下的性能表现。
系统的性能测试方法较多,按照测试目的分类,可以分为负载测试、压力测试、配置测试、并发测试、可靠性测试等[1]。其中,负载测试是通过在被测系统上不断增加负载压力,获得系统在不同负载下的性能表现。压力测试主要测试系统资源在饱和状态时,应用系统能够提供的最大服务级别。本文选择负载测试和压力测试对系统进行了多轮的测试。
1.2 性能指标
性能指标是描述系统性能最直接的数据,提供了性能度量的标准。本文在测试中对并发用户数、响应时间、吞吐量、资源利用率等性能指标进行监控。性能指标描述如下:
(1)并发用户数,在特定时间内,同时进行会话的用户数。
(2)响应时间,从请求的发出到客户端收到服务器响应所经历的时间延迟。
(3)吞吐量,在单位时间内系统处理客户请求的数量。
(4)资源利用率,系统各种资源的使用状况,比如服务器的CPU、内存和网络带宽等。
2 性能测试实施
2.1 系统分析
医疗信息系统构建于国产基础软件的政务信息化领域平台体系,采用J2EE架构,使用JSP、Strut、Hibernate等技术开发,是以国产基础软件为核心、低成本的公共服务系统原型和解决方案。医疗信息系统体系结构如图1所示。
医疗信息系统主要面向各大医院,对医院的需求调研与系统分析如表1所示[2]。
性能测试需要模拟大量用户的操作行为,需要测试工具的支持来实现用户的行为模拟、负载的生成、数据采集与分析等。本文引入测试工具LoadRunner对系统进行性能测试,测试基于国产基础软件的医疗信息系统的性能能否满足表1所示的需求。
2.2 测试环境
测试时,使用1台PC机作为负载测试机,1台服务器作为应用服务器和数据库服务器。PC机采用100 Mb/s局域网连接服务器。服务器软件组成方案如表2所示[3]。
2.3 录制测试脚本
测试脚本是一组代码,执行时,可以模拟用户操作对服务器产生的请求数据,或是模拟用户执行操作的过程、用户等待行为等。脚本的录制按照以下步骤执行:
(1)使用LoadRunner录制测试从业务使用频繁程度以及负载量的大小选择新建患者资料、患者资料查询、新增日程功能作为三组测试[4]。这三组测试脚本模拟的执行过程为系统登录、业务操作和退出系统。
(2)每个操作定义为一个事务,在事务前后加入随机的思考时间。
(3)在事务前设置集合点,保证用户执行操作的并发。
(4)在用户实际操作的过程中,不同用户提交的数据、系统动态生成的会话标志是不一致的。通过参数化来设定差异值的取值范围、迭代方式,实现数据的变量化,而系统的会话标志如session,则需要设置关联来保存。
2.4 设计测试场景
在性能测试中,常见的错误观点是只设置单一的场景。场景的设计是至关重要的,只有设计的测试场景真实地反映用户的实际场景,性能测试的结果才可靠。
场景的设计需要考虑到系统运行时,不同操作对系统形成的负载差异,需要确定典型的应用场景下不同操作用户的比例[5]。医疗信息系统日常执行新建患者资料、查询患者资料、新建日程的比例分别为25%、60%、15%。
在创建的场景中载入已录制的三组测试脚本,并设置执行比例。编辑场景中的计划生产器,设置虚拟用户以一定的间隔时间按比例递增,逐步启动与服务器建立连接。
2.5 分析测试结果
在性能测试的过程中,LoadRunner会收集到大量的测试数据,包括每个性能指标,如事务的错误、警告和通知信息等。并发用户数为200的事务响应时间如表3所示。
在测试过程中出现的问题:(1)大量用户并发时,服务器CPU、内存的资源利用率却很低;(2)事务执行成功率低、成功事务的平均响应时间长,很多事务因为连接超时而失败;(3)出
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