基于國產基礎軟件應用系統的性能測試與優化研究

2.3 錄制測試腳本
測試腳本是一組代碼，執行時，可以模擬用戶操作對服務器產生的請求數據，或是模擬用戶執行操作的過程、用戶等待行為等。腳本的錄制按照以下步驟執行：
(1)使用LoadRunner錄制測試從業務使用頻繁程度以及負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行過程為系統登錄、業務操作和退出系統。
(2)每個操作定義為一個事務，在事務前后加入隨機的思考時間。
(3)在事務前設置集合點，保證用戶執行操作的并發。
(4)在用戶實際操作的過程中，不同用戶提交的數據、系統動態生成的會話標志是不一致的。通過參數化來設定差異值的取值范圍、迭代方式，實現數據的變量化，而系統的會話標志如session，則需要設置關聯來保存。
2.4 設計測試場景
在性能測試中，常見的錯誤觀點是只設置單一的場景。場景的設計是至關重要的，只有設計的測試場景真實地反映用戶的實際場景，性能測試的結果才可靠。
場景的設計需要考慮到系統運行時，不同操作對系統形成的負載差異，需要確定典型的應用場景下不同操作用戶的比例[5]。醫療信息系統日常執行新建患者資料、查詢患者資料、新建日程的比例分別為25%、60%、15%。
在創建的場景中載入已錄制的三組測試腳本，并設置執行比例。編輯場景中的計劃生產器，設置虛擬用戶以一定的間隔時間按比例遞增，逐步啟動與服務器建立連接。
2.5 分析測試結果
在性能測試的過程中，LoadRunner會收集到大量的測試數據，包括每個性能指標，如事務的錯誤、警告和通知信息等。并發用戶數為200的事務響應時間如表3所示。

在測試過程中出現的問題：(1)大量用戶并發時，服務器CPU、內存的資源利用率卻很低；(2)事務執行成功率低、成功事務的平均響應時間長，很多事務因為連接超時而失敗；(3)出現內存泄露；(4)Tongweb控制臺顯示連接數據庫時出現網絡通信異常。
從測試結果可見，系統存在性能瓶頸。因此，為了使系統達到最佳的性能，需要分析測試環境對系統性能的影響，對其進行性能優化，摒除系統性能瓶頸。
3 系統優化
3.1 系統優化框架
根據Mercury公司的報告，系統的性能問題由許多因素構成。系統結構、代碼的優化程度、網絡環境、數據庫服務器、應用服務器都會對系統的性能表現造成影響。但是，影響系統優化主要因素是網絡環境、應用程序、應用服務器和數據庫服務器[6]。考慮到這些因素之間的相互依賴關系，采用從高層到低層的優化方法。該方法的特點是先調優高層的環境，然后調優較低層的環境，符合高層實現依賴于低層實現的一般規律。優化層次如圖2所示，但如果隨意調整，容易造成循環。

(1)網絡環境優化
網絡是影響系統性能的重要因素之一，其影響主要反映在事務的響應時間與吞吐量上。在測試過程中，如果吞吐量沒有隨并發用戶增多而增大，且事務響應時間比較長時，可以考慮對網絡進行優化，改善網絡的帶寬。
(2)應用程序優化
應用程序優化針對數據訪問層，其優化措施主要有以下幾方面：(1)優化SQL語句；(2)盡量引入連接池機制，減少頻繁打開、關閉數據庫連接的操作，控制當前激活的數據庫連接總數，防止系統過載；(3)引入緩存機制，以減少磁盤I/O的次數。這些優化措施能夠提高數據讀取速率，減少訪問響應時間，降低資源的使用率。
(3)應用服務器優化
應用服務器優化集中在最大連接限制數、內存配置。在大量并發的情況下，應用服務器承受很大的負載壓力，過多地連接會很快消耗掉大量系統資源，過低的連接限制會增大連接時延，延長事務響應時間。優化時根據系統資源合理設置應用服務器最大連接限制數、內存，避免內存泄露現象出現，盡量減少響應時間。
(4)數據庫系統優化
數據庫系統優化主要是配置數據緩存區大小、最大并發會話數，為數據庫建立合理的索引。設置較大數據緩存區，可以減少數據交換次數，降低系統資源消耗。為大數據量、訪問頻繁的數據庫表建立合理的索引，能夠消除對表的順序存儲，從而提高系統的檢索性能。在CPU資源和I/O資源可用的情況下，如果服務器有很長的事務等待隊列，增大最大并發會話數，可以減少響應時間。