李曉寧 張浩

摘 要：本文以當(dāng)前全國(guó)各省普通高考網(wǎng)上填報(bào)系統(tǒng)因并發(fā)量過高而極易造成網(wǎng)站的癱瘓的現(xiàn)象著手，設(shè)計(jì)了普通高校招生網(wǎng)上填報(bào)志愿系統(tǒng)的高并發(fā)負(fù)載解決方案。本系統(tǒng)在盡可能的采用傳統(tǒng)的網(wǎng)站高并發(fā)負(fù)載優(yōu)化策略的同時(shí)，還針對(duì)系統(tǒng)本身的特點(diǎn)從宏觀架構(gòu)及微觀技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段上都加以研究分析，制定針對(duì)網(wǎng)上填報(bào)志愿系統(tǒng)的高負(fù)載解決方案。宏觀上本系統(tǒng)利用了面向服務(wù)的程序設(shè)計(jì)方式將系統(tǒng)分為網(wǎng)站程序?qū)印?shù)據(jù)緩存層、數(shù)據(jù)庫層的三層進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上的物理及邏輯分離，因此系統(tǒng)應(yīng)對(duì)高并發(fā)負(fù)載具有了分布式解決能力，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。微觀上，本系統(tǒng)利用了目前許多提高系統(tǒng)性能的新技術(shù)新方法，使網(wǎng)站程序運(yùn)行具有了高效性。本系統(tǒng)的有以下幾個(gè)特點(diǎn)及創(chuàng)新：（1）架設(shè)數(shù)據(jù)緩存庫服務(wù)器，建立完善的內(nèi)存數(shù)據(jù)緩存管理機(jī)制，利用面向服務(wù)的技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)站程序和數(shù)據(jù)緩存之間的通訊。（2）WEB程序與數(shù)據(jù)庫隔離，增加系統(tǒng)的安全性。（3）軟件程序負(fù)載均衡與硬件負(fù)載均衡結(jié)合應(yīng)對(duì)大并發(fā)訪問。（4）WEB服務(wù)器設(shè)置內(nèi)存字典，使用哈希表進(jìn)行數(shù)據(jù)映射，解決頻繁數(shù)據(jù)查詢。（5）網(wǎng)站程序?qū)?、?shù)據(jù)緩存層、數(shù)據(jù)庫層的分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便系統(tǒng)擴(kuò)展。通過測(cè)試和實(shí)踐證明，使用多種方法對(duì)WEB程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及把內(nèi)存數(shù)據(jù)庫作為向數(shù)據(jù)庫中寫入數(shù)據(jù)前的緩沖的思路，能很好的增加網(wǎng)上填報(bào)志愿系統(tǒng)一類的大數(shù)據(jù)量的網(wǎng)上應(yīng)用程序的吞吐能力，從而完成高并發(fā)負(fù)載的網(wǎng)上填報(bào)志愿需求。

關(guān)鍵詞：高并發(fā) 負(fù)載 WCF 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（c）-0043-05

隨著近年來教育部對(duì)“陽光工程”的施行和“平行志愿投檔”的推廣，加強(qiáng)了我國(guó)高校招生的公平性和透明性。其中“填報(bào)志愿”是考生選擇大學(xué)的方式，決定著考生一生的發(fā)展道路，因此確保志愿信息采集的公平性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性、安全性也成為了各級(jí)招生部門工作的重要環(huán)節(jié)。目前招生部門采用的高考志愿信息采集主要有兩種方式：一是的傳統(tǒng)的涂卡方式，招生部門發(fā)放給考生志愿信息采集卡，由考生根據(jù)學(xué)校和專業(yè)代碼填圖志愿后，統(tǒng)一利用光標(biāo)閱讀機(jī)（OMR）進(jìn)行讀卡；二是開發(fā)網(wǎng)上填報(bào)志愿系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)）利用網(wǎng)頁進(jìn)行志愿信息采集。網(wǎng)上填報(bào)志愿針對(duì)過去的錄卡報(bào)志愿網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。

（1）直觀、高效。

考生通過通過互聯(lián)網(wǎng)登錄網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)?？忌梢栽谙吕藛沃凶龀鲞x擇，填入學(xué)校和專業(yè)代碼即可。部分操作熟練的考生十分鐘之內(nèi)就可以完成志愿填報(bào)。

（2）簡(jiǎn)化流程。

采用讀卡填報(bào)志愿方式流程是讓每位考生向老師索取志愿卡后填涂信息，再到招生辦讀出志愿信息，回來后考生改錯(cuò)，再由招辦工作人員重新改正，然后考生確認(rèn)信息，這些環(huán)節(jié)不能有半點(diǎn)差錯(cuò)。網(wǎng)上報(bào)志愿簡(jiǎn)化了這些流程，考生可以在任何接入互聯(lián)網(wǎng)的電腦上填報(bào)志愿并在網(wǎng)上確認(rèn)。

（3）錯(cuò)誤率減少。

通過涂卡的方式報(bào)志愿時(shí)，考生先查找好報(bào)考的院校及專業(yè)代碼，然后根據(jù)代碼的數(shù)字在信息卡上相應(yīng)的代表位置涂黑，由于填涂過程不能直觀的反應(yīng)出所填報(bào)的院校及專業(yè)，所以很容易因涂錯(cuò)位置而發(fā)生填報(bào)錯(cuò)誤。通過網(wǎng)上報(bào)志愿考生所錄入的院校及專業(yè)的代碼可以及時(shí)的進(jìn)行翻譯和校驗(yàn)，大大減少了填報(bào)錯(cuò)誤的發(fā)生。

采用網(wǎng)上填報(bào)志愿是發(fā)展必然趨勢(shì)，也是互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展及計(jì)算機(jī)普及的產(chǎn)物。隨著部分省份對(duì)網(wǎng)上填報(bào)志愿的率先嘗試并取得較好的社會(huì)反響，網(wǎng)上填報(bào)志愿已成為考生志愿信息采集的最好方法。同時(shí)，進(jìn)行網(wǎng)上填報(bào)志愿的省份也都面臨著一個(gè)嚴(yán)峻的問題：由于考生人數(shù)多，并且訪問時(shí)間集中同時(shí)單個(gè)考生修改及查詢頻率又高，極高的瞬時(shí)并發(fā)操作請(qǐng)求致使系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫超負(fù)荷運(yùn)行，系統(tǒng)不能及時(shí)響應(yīng)訪問請(qǐng)求，舊的請(qǐng)求還未處理完，新的訪問請(qǐng)求又到來，從而導(dǎo)致服務(wù)器處于假死狀態(tài)。一旦進(jìn)入假死狀態(tài)，用戶的操作就會(huì)得不到響應(yīng)，頁面長(zhǎng)時(shí)間打不開會(huì)延誤考生填報(bào)志愿，造成不良的社會(huì)影響，甚至致使考生不能完成填報(bào)志愿造成重大責(zé)任事故。

如何有效的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行高并發(fā)負(fù)載已成為網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)的瓶頸和使用上的軟肋，也制約了網(wǎng)上填報(bào)志愿在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣，目前各省教育考試部門都在針對(duì)這一問題進(jìn)行積極的探索。我們就對(duì)這一問題在Asp.net平臺(tái)上提出解決方案：根據(jù)木桶原理，要想提高系統(tǒng)的整體能力就需要找到系統(tǒng)的瓶頸加以解決。我們首先分析了整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由于網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)需要響應(yīng)大量的考生訪問，并且每個(gè)考生的訪問都要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)查詢存取操作，因此網(wǎng)站不同功能之間的處理能力和速度上的差別也就成為了系統(tǒng)存在的瓶頸。本著為處理壓力較大的模塊增加擴(kuò)展，為處理速度較慢的模塊設(shè)計(jì)緩沖這一理念，我們對(duì)系統(tǒng)中的應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)這三大應(yīng)用功能進(jìn)行了分層設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)分為網(wǎng)站程序?qū)?、緩存?shù)據(jù)庫層和數(shù)據(jù)庫層。網(wǎng)站程序處理壓力大，該層要進(jìn)行可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)庫層存在速度較慢，該層要由數(shù)據(jù)緩存層進(jìn)行緩沖設(shè)計(jì)，（如圖1）所示。下面分別對(duì)各層的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

1 網(wǎng)站程序?qū)?/p>

該層使用最新的ASP.NET技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，部署在WEB服務(wù)器上。肩負(fù)著同考生進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)志愿填報(bào)業(yè)務(wù)邏輯；完成志愿代碼翻譯查詢，通過WCF服務(wù)從數(shù)據(jù)緩存層中讀取數(shù)據(jù)。由于該層的負(fù)載壓力大，因此需要很好的橫向擴(kuò)展設(shè)計(jì)。

（1）負(fù)載均衡。

同時(shí)由于程序的主要負(fù)載都集中在網(wǎng)站程序上，為了應(yīng)對(duì)大并發(fā)的負(fù)載，我們把網(wǎng)站程序在每臺(tái)WEB服務(wù)器上都設(shè)計(jì)為獨(dú)立運(yùn)行，采用F5負(fù)載均衡設(shè)備為用戶訪問提供20分鐘的會(huì)話保持。這樣就為程序提高了良好的橫向擴(kuò)展性和可靠性，如果WEB服務(wù)出現(xiàn)負(fù)載飽和時(shí)，只需添加服務(wù)器即可實(shí)現(xiàn)負(fù)載分流，（如圖2）所示。

（2）內(nèi)存數(shù)據(jù)字典。

在填報(bào)志愿過程中查詢最頻繁的就是計(jì)劃表，計(jì)劃庫表放著招生院校的層次、批次和其專業(yè)的科類、計(jì)劃性質(zhì)等信息，總記錄數(shù)為3萬條左右。通過計(jì)劃表查詢將考生填寫的院校編碼和專業(yè)編碼翻譯成院校名稱和專業(yè)名稱，并判斷考生是否將院校代碼和專業(yè)填錯(cuò)并提醒考生不要誤報(bào)達(dá)不到要求的專業(yè)浪費(fèi)報(bào)考機(jī)會(huì)，因此計(jì)劃表能否正確、高效、快速的查詢對(duì)網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。以某省50萬考生來計(jì)算，對(duì)計(jì)劃表的查詢量達(dá)十一億次，顯然在集中的時(shí)間段內(nèi)應(yīng)對(duì)如此大量的查詢請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫已經(jīng)很難負(fù)載。內(nèi)存數(shù)據(jù)字典，是將計(jì)劃表在程序首次運(yùn)行時(shí)加載到每臺(tái)WEB服務(wù)器內(nèi)存中，可供程序直接在內(nèi)存中訪問的數(shù)據(jù)集合。通過測(cè)試內(nèi)存的讀取速度為18000多M/S，寫入速度在15000左右（HP GX580服務(wù)器），而現(xiàn)在最好的固態(tài)硬盤讀取速度也就能到400多M/S，相對(duì)于磁盤內(nèi)存的數(shù)據(jù)讀寫速度要高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。所以從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)相比從磁盤上讀取能夠極大地減少查詢時(shí)間提高應(yīng)用的性。

2 數(shù)據(jù)緩存層

在填報(bào)志愿過程中，按50萬考生每個(gè)考生可以填報(bào)8個(gè)批次，每個(gè)批次可以填報(bào)5所院校，其中1秒中有1000個(gè)考生在操作志愿數(shù)據(jù)的情況下計(jì)算，就要滿足1秒鐘內(nèi)在兩千多萬記錄中進(jìn)行四萬次數(shù)據(jù)修改操作的需求。面對(duì)苛刻的高并發(fā)負(fù)載需求，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫很難實(shí)現(xiàn)。要完成如果高速的操作，IO速度極高的內(nèi)存將會(huì)是最合適的場(chǎng)所，所以需要自行開發(fā)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)緩存層來實(shí)現(xiàn)這一需求。該層是整個(gè)網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，部署在專門設(shè)立的緩存服務(wù)器上。數(shù)據(jù)緩存層運(yùn)行有一套完成的數(shù)據(jù)維護(hù)機(jī)制。實(shí)現(xiàn)增、刪、查、改的數(shù)據(jù)操作；實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽、應(yīng)答的通訊機(jī)制；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份和回復(fù)功能。作為網(wǎng)站程序?qū)雍蛿?shù)據(jù)庫層的速度差異緩沖，該層也就成為了系統(tǒng)中數(shù)據(jù)操作、交互的核心。

構(gòu)建內(nèi)存數(shù)據(jù)緩存層后，我們對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和SQLSERVER數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了2萬次數(shù)據(jù)讀寫效率對(duì)比測(cè)試，如圖3所示。

設(shè)計(jì)時(shí)我們需要考慮以下幾個(gè)方面。

（1）數(shù)據(jù)操作模式。

作為內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和前面的內(nèi)存字典不一樣，不僅僅要完成對(duì)數(shù)據(jù)的查詢請(qǐng)求，還要完成對(duì)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改的操作。

（2）通訊機(jī)制。

如果沒有通訊內(nèi)存數(shù)據(jù)庫就是聾子和啞巴，對(duì)外是發(fā)揮不了任何作用的，因此在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中還要建立對(duì)請(qǐng)求的監(jiān)聽和應(yīng)答機(jī)制。

（3）數(shù)據(jù)備份。

內(nèi)存作為高速暫時(shí)存儲(chǔ)器，其數(shù)據(jù)在斷電后會(huì)立刻丟失，因此要將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中并妥善存儲(chǔ)在硬盤上才能確保數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

我們將上述功能通過數(shù)據(jù)緩存、通訊、調(diào)度三個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)，這些模塊的分工如下。

（1）數(shù)據(jù)緩存模塊。

該模塊負(fù)責(zé)在內(nèi)存中存放數(shù)據(jù)，并在運(yùn)行期間維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性；數(shù)據(jù)緩存層初始化運(yùn)行時(shí)從數(shù)據(jù)庫中加載數(shù)據(jù)并建立索引；提供數(shù)據(jù)查詢接口函數(shù)；定時(shí)將改動(dòng)的數(shù)據(jù)以xml文件保存到硬盤上供調(diào)度程序?qū)懭霐?shù)據(jù)庫。該模塊是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，由于這些功是在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)，需要考慮以下幾個(gè)方面。

①數(shù)據(jù)占用空間。

在志愿表中一條考生志愿信息經(jīng)計(jì)算形成數(shù)據(jù)對(duì)象存儲(chǔ)后每條記錄的大小為1K左右。按50萬考生每個(gè)考生填報(bào)8個(gè)批次，每批報(bào)5所院校計(jì)算，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)最大容量為22400000×1K，即22.4GB。加上windows2008和WCF服務(wù)需要占用的2～3G內(nèi)存空間，我們需求的最低內(nèi)存容量為26GB。

②數(shù)據(jù)安全。

內(nèi)存作為暫存器，斷電后造成數(shù)據(jù)丟失，針對(duì)該問題我們采用了定時(shí)增量日志備份來完成，即內(nèi)存數(shù)據(jù)庫每隔1秒鐘（這個(gè)時(shí)間間隔可以任意設(shè)置）會(huì)將每次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的修改操作以XML格式存儲(chǔ)為操作日志文件。如果發(fā)生斷電事故，最多會(huì)丟失1秒鐘內(nèi)未及時(shí)保存到磁盤的操作日志，因此可以將事故影響控制在可控范圍之內(nèi)。

③存放形式。

內(nèi)存中數(shù)據(jù)存放的方式有很多種選擇，如數(shù)組、鏈表、隊(duì)列、哈希表、字典等。通過對(duì)數(shù)據(jù)操作的分析，緩存服務(wù)形式就是以最快的速度響應(yīng)網(wǎng)站程序?qū)拥淖x寫請(qǐng)求，所以最重要的因素就是從海量數(shù)據(jù)中定位單條數(shù)據(jù)的速度，因此哈希表是承載數(shù)據(jù)的最佳形式。

④數(shù)據(jù)查詢。

內(nèi)存表在建立后查詢操作是通過在哈希表中建立關(guān)鍵碼來完成的，查詢效率很高。在考生數(shù)據(jù)表中，我們通過初始化在具有唯一性的考生號(hào)來設(shè)立關(guān)鍵碼并預(yù)留查函數(shù)接口來構(gòu)建查詢語句，根據(jù)通訊模塊調(diào)用傳遞的參數(shù)篩選符合條件的數(shù)據(jù)并返回。

（2）通訊模塊。

通訊模塊實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)緩存層與網(wǎng)絡(luò)程序?qū)又g的交互，因此該模塊最為關(guān)鍵之處就是要建立一個(gè)可靠、高效的監(jiān)聽、應(yīng)答機(jī)制。我們采用了WCF服務(wù)去完成這種監(jiān)聽?wèi)?yīng)答機(jī)制。WCF（Windows Communication Foundation）是由微軟公司發(fā)展的一組數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用程序開發(fā)接口，WCF構(gòu)建了一個(gè)在互聯(lián)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各個(gè)應(yīng)用程序之間通信的分布式框架。在該框架內(nèi)數(shù)據(jù)緩存層的通訊模塊與網(wǎng)站程序?qū)拥臄?shù)據(jù)訪問類之間通過契約實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求操作，與訪問請(qǐng)求發(fā)起者無關(guān)，從而使網(wǎng)站程序?qū)拥拿颗_(tái)服務(wù)器進(jìn)行的訪問操作都是相互的獨(dú)立的，為網(wǎng)站程序?qū)拥目蓴U(kuò)展性提供了保障。

（3）調(diào)度模塊。

該模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)緩存增量日志的定時(shí)備份；負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)緩存模塊保存的數(shù)據(jù)改動(dòng)文件寫入到數(shù)據(jù)庫層中，將數(shù)據(jù)持久化。調(diào)度模塊負(fù)責(zé)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫與SQLSEVER數(shù)據(jù)庫之間的同步，是數(shù)據(jù)緩存層與數(shù)據(jù)庫層之間的橋梁。

調(diào)度模塊的運(yùn)行機(jī)制是：數(shù)據(jù)緩存模塊每1秒鐘將發(fā)生變化的數(shù)據(jù)以一個(gè)XML文件的形式寫入磁盤中，調(diào)度模塊每隔5秒中（時(shí)間可以自行設(shè)定）將這些文件讀取寫并將這些操作寫入數(shù)據(jù)庫，然后這些XML文件壓縮打包后移動(dòng)到磁盤中設(shè)定的備份目錄中。在大并發(fā)訪問發(fā)生時(shí)，因數(shù)據(jù)庫操作寫入速度遠(yuǎn)比不上內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的操作速度，這時(shí)會(huì)發(fā)生待寫入XML文件的積攢的現(xiàn)象，但是只要有內(nèi)存數(shù)據(jù)庫操作量較小于數(shù)據(jù)庫寫入的時(shí)段出現(xiàn)，這部分積攢的操作文件就可以按時(shí)間順序被逐漸寫入。通過這樣的原理，數(shù)據(jù)緩存層為數(shù)據(jù)庫層起到了緩沖的作用。

通過這樣的運(yùn)行機(jī)制數(shù)據(jù)緩存層會(huì)在運(yùn)行過程中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)可操作的數(shù)據(jù)庫副本和一個(gè)日志副本，這時(shí)如果數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障，我們可以將保存的xml文件解壓后重新寫入到數(shù)據(jù)中，為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性提供了雙重保障。

由于數(shù)據(jù)緩存層的操作量會(huì)很大，要將這些操作保存在文件中，這就涉及到內(nèi)存對(duì)象序列化。使用xml序列化內(nèi)存對(duì)象，結(jié)果簡(jiǎn)潔，讀寫效率高，同時(shí)也便于在一個(gè)文件中序列化多條數(shù)據(jù)，如圖4所示。

3 數(shù)據(jù)庫層

在網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)中，由于采用了數(shù)據(jù)緩存層的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)操作壓力集中在了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中，而SQLSERVER僅作為數(shù)據(jù)持久存儲(chǔ)和少量的管理用數(shù)據(jù)查詢挖掘使用，因此網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)中僅使用了一臺(tái)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器使用。

4 系統(tǒng)測(cè)試

構(gòu)建測(cè)試環(huán)境

為了詳盡的對(duì)網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。我們構(gòu)建一個(gè)較為接近實(shí)際情況的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)環(huán)境。該環(huán)境包括以下幾點(diǎn)。

（1）網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)部署：測(cè)試環(huán)境中使用了7臺(tái)HP服務(wù)器。分配為：WEB服務(wù)器4臺(tái)，部署相同的網(wǎng)站程序?qū)?；WCF服務(wù)器2臺(tái)，一臺(tái)部署通訊模塊和數(shù)據(jù)緩存模塊，一臺(tái)部署調(diào)度模塊并且用于XML文件備份；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1臺(tái)，部署數(shù)據(jù)庫層。服務(wù)器部署情況如圖5所示。

（2）網(wǎng)絡(luò)部署：采用實(shí)際應(yīng)用狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過F5對(duì)WEB服務(wù)器進(jìn)行負(fù)載均衡，具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

（3）測(cè)試服務(wù)器：采用1臺(tái)HP580服務(wù)器，用于測(cè)試軟件安裝，測(cè)試工具LoadRunner （V8.1）。

（4）測(cè)試方法：本次測(cè)試包括功能測(cè)試和性能測(cè)試。

功能測(cè)試：即黑盒測(cè)試，測(cè)試人員在了解被測(cè)評(píng)目標(biāo)的功能規(guī)格、高層設(shè)計(jì)和操作規(guī)范等的基礎(chǔ)上，測(cè)試被測(cè)系統(tǒng)的可用性。

性能測(cè)試：對(duì)系統(tǒng)在多種并發(fā)連接數(shù)情況下的處理能力進(jìn)行測(cè)試。本次測(cè)試主要采用Dynamic workload（動(dòng)態(tài)負(fù)載模型）逐步增加并發(fā)用戶數(shù)，給系統(tǒng)逐步加載壓力，并且讓系統(tǒng)在該負(fù)載條件下持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，然后逐漸減少并發(fā)用戶數(shù)，檢驗(yàn)被測(cè)系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)測(cè)Web服務(wù)器和緩存服務(wù)器的性能。

志愿填報(bào)測(cè)試。

（1）測(cè)試目的。

分別測(cè)試從網(wǎng)站程序?qū)觾?nèi)網(wǎng)單臺(tái)web服務(wù)器接入和外網(wǎng)4臺(tái)WEB服務(wù)器負(fù)載均衡接入網(wǎng)上填報(bào)志愿系統(tǒng)，測(cè)試在多用戶并發(fā)登錄時(shí)的處理能力。

（2）測(cè)試步驟。

①?gòu)膬?nèi)網(wǎng)單臺(tái)WEB服務(wù)器接入網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)，驗(yàn)證系統(tǒng)“志愿填報(bào)和修改”功能可用。

②利用LoadRunner錄制并保存為“tiaobao”的腳本，對(duì)腳本中實(shí)時(shí)參數(shù)VIEWSTATE和考生考號(hào)進(jìn)行參數(shù)化。

③啟動(dòng)LoadRunner負(fù)載生成器，加載“tianbao”腳本，設(shè)置并發(fā)用戶數(shù)為200，設(shè)置持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為“5 min”，并且選擇“運(yùn)行前初始化所有Vuser”。

④執(zhí)行負(fù)載測(cè)試，運(yùn)行完成后，啟動(dòng)“Mercury LoadRunner Analysis”生成并保存測(cè)試結(jié)果。

⑤依次調(diào)整步驟③中的并發(fā)用戶數(shù)為200、500、1000、1500、2000、2500，并分別重復(fù)步驟③～步驟④。

⑥從外網(wǎng)通過F5負(fù)載均衡4臺(tái)WEB服務(wù)器接入網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)，并分別重復(fù)步驟②～步驟⑤，由于會(huì)話保持策略會(huì)持續(xù)將訪問指向同一臺(tái)服務(wù)器，此時(shí)將會(huì)話保持和session驗(yàn)證均去掉，采用隨機(jī)發(fā)牌模式測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果如表1所示，事物響應(yīng)時(shí)間對(duì)比如圖7、8所示。

5 測(cè)試結(jié)果分析

測(cè)試期間在上述壓力條件下，從內(nèi)網(wǎng)單臺(tái)服務(wù)器接入，占用了200 Mbps的帶寬，服務(wù)器CPU滿負(fù)荷運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行正常。從外網(wǎng)負(fù)載均衡接入，此時(shí)由4臺(tái)服務(wù)器共同負(fù)載，占用了500 Mbps的帶寬，服務(wù)器CPU資源有富余，平均事務(wù)響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)低于內(nèi)網(wǎng)，但性能沒有出現(xiàn)理論上的4倍提升，由此可見網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會(huì)帶來一定的效率損耗，應(yīng)用系統(tǒng)自身運(yùn)行正常。性能測(cè)試完成后，CPU和內(nèi)存占用均回落至正常水平，未出現(xiàn)內(nèi)存泄露現(xiàn)象。

通過測(cè)試看出WCF數(shù)據(jù)緩存層成功的實(shí)現(xiàn)了高并發(fā)負(fù)載下的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫功能，在數(shù)據(jù)庫操繁忙的情況下為數(shù)據(jù)庫起到了緩沖的作用。通過F5負(fù)載均衡設(shè)備成功實(shí)現(xiàn)了WEB服務(wù)器的負(fù)載均衡，雖然單臺(tái)WEB服務(wù)器有一定的效率損耗，但是卻帶來了網(wǎng)站程序?qū)拥目蓴U(kuò)展性，實(shí)戰(zhàn)狀態(tài)下如果系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)荷過高的情況，只需增加WEB服務(wù)器的數(shù)量即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的提升。

6 結(jié)論

實(shí)踐證明，對(duì)網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行分層，網(wǎng)站程序進(jìn)行可擴(kuò)展設(shè)計(jì)和把內(nèi)存數(shù)據(jù)庫作為向數(shù)據(jù)庫中寫入數(shù)據(jù)前的緩沖的思路，能很好的增加網(wǎng)上填報(bào)志愿系統(tǒng)一類的大數(shù)據(jù)量的網(wǎng)上應(yīng)用程序的吞吐能力，從而完成高并發(fā)負(fù)載的網(wǎng)上填報(bào)志愿需求。不足之處是，這種形式需要占用大量的內(nèi)存，對(duì)服務(wù)器內(nèi)存有一定的硬件要求。在方案思路的基礎(chǔ)上還可以對(duì)以下幾方面進(jìn)行完善。

（1）考慮將數(shù)據(jù)緩存層轉(zhuǎn)化為分布式應(yīng)用系統(tǒng)從而增強(qiáng)其負(fù)載的數(shù)據(jù)量和安全性。

（2）數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的保存形式針對(duì)具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用做進(jìn)一步的優(yōu)化，在性能上還有挖掘的潛力。

（3）Xml數(shù)據(jù)文件在保存在磁盤上的操作可以考慮放在固態(tài)硬盤上可以能進(jìn)一步提高讀寫性能。

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