（计算机应用技术专业论文）数据访问层组件性能及性能测试研究.pdf

摘要 摘要 近年来，w e b 应用程序正迅速渗入到社会的各个领域，其规模不断扩大，复 杂性不断增加，如何在不断增长的用户需求下保证w e b 应用程序的服务质量， 成为越来越多w e b 投资人关注的问题。作为衡量w e b 性能的重要手段，w e b 性 能测试己成为w e b 软件开发过程中的一个重要环节。 目前，w e b 测试仍然停留在系统或w e b 页面上，目的是测试w e b 应用程序 所能承受的负载水平，或找出程序存在的瓶颈。组件级别上的性能测试很少涉及。 把性能测试留到已完成开发、站点即将投入运行之时才进行，或者认为总可以通 过硬件扩展来解决性能问题，是当前性能测试中存在的两大误区。事实上，即使 通过w e b 应用程序的压力测试的方法，想从众多组件中分离出存在性能瓶颈的 组件也非易事。 数据访问层d a l ( d a t aa c c e s sl a y e r ) 作为n 层架构应用程序的重要组成部 份，其性能优劣对w e b 性能至关重要。n e t 数据访问技术为数据访问提供了众 多的选择，每一种数据访问解决方案的性能与具体的应用场合直接相关。程序设 计时我们无法预知什么样的解决方案可以获得最优性能，更无法预知应用程序可 以达到的性能。正是由于这些原因，对数据访问层组件进行性能测试十分必要。 本文将用于页面级别上的性能测试工具m sa c t 引申到组件级别上，研究 其在数据访问层性能测试上的应用。重点对数据访问层的测试方法、测试平台、 测试参数和性能指标进行了研究；其次基于测试结果研究了数据访问层的性能特 征；最后对构建高性能的数据访问层提出了优化建议。本文旨在推动性能测试深 入到组件级别，为在软件开发过程中实施数据访问层性能测试及开发出高性能的 数据访问层做出探索。 关键词：w e b 测试；性能测试；数据访问层 a b s t r a c t a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s w e ba p p l i c a t i o np r o g r a mi s r a p i d i yp e n e t r a t i n ga l l a r e a so f s o c i e t y a s i ti s c o n s t a n t l ye x p a n d i n g i ns c a l ea n di t s c o m p l e x i t i e s i n e r e a s e s c o n t i n u o u s l y , n o wag r o w i n gn u m b e ro fw e bi n v e s t o r sc o n c e r nm o r ea b o u th o wt o g u a r a n t e et h es e r v i c eq u a l i t yo f w e ba p p l i c a t i o nf o rt h eg r o w i n gd e m a n d so f t h eu s e r s a sa ni m p o r t a n tm e a n so f m e a s u r i n gw e bp e r f o r m a n c e ，w e bp e r f o r m a n c et e s t i n gh a s b e c o m ea r e a l l yi m p o r t a n tl i n ki nt h ep r o c e s so f w e bs o a r ed e v e l o p m e n t c u r r e n t l y , t h ew e bt e s ts t i l lr e m a i n si nt h el e v e lo fs ”t e mt e s t i n go rw e bp a g e t e s t i n g ，耐mt h ea i mo ft e s t i n gt h ew e ba p p l i c a t i o n sb e a r i n g s ，o ri d e n t i f y i n gi t s e x i s t i n gb o t t l e n e c k s ，b u tr a r e l yi nc o m p o n e n tl e v e lo fp e r f o r m a n c et e s t s n o w a d a y s ， t h e r ea r et w oe i t o n e o u si d e a si nt e s t i n gt h ep e r f o r m a n c e ，t oh a v et h ep e r f o r m a n c et e s t a f t e rt h ea c c o m p l i s h m e n to fw e b s i t ed e v e l o p m e n t ；o rt h o u g h tw ew i l ls o l v e st h e p e r f o r m a n c ep r o b l e mt h r o u g hh a r d w a r e - e x p a n da l w a y s i nf a c t ，i ti sn o te a s yt ou s e t h ew e ba p p l i c a t i o ns t r e s st e s t i n gt os e p a r a t et h ep e r f o r m a n c eb o t t l e n e c ko u tf r o mt h e n u m e r o u sc o m p o n e n t s d a t aa c c e s sl a y e ra sa ni n t e g r a lp a r to f n t i e r sa r c h i t e c t u r ea p p l i c a t i o n s ，i th a s t h ee s s e n t i a li n f l u e n c eo nt h ep e r f o r m a n c eo ft h ew e b n e tf r a m e w o r kd a t aa c c e s s t e c h n o l o g yc a np r o v i d eaw i d er a n g eo fd a t aa c c e s so p t i o n s ；t h ed a t aa c c e s ss o l u t i o n p e r f o r m a n c e i s d i r e c t l y r e l a t e d w i 也s p e c i f i ca p p l i c a t i o n so c c a s i o n s d u r i n g p r o g r a m m i n g ，w ec a n n o tp r e d i c tw h a tak i n do fs o l u t i o nc o u l dp r o d u c et h eb e s t p e r f o r m a n c e ；w ec a n n o tk n o wt h ep e r f o r m a n c ec a na tl a s tc o m et ob ea l s o i ti sf o r t h e s er e a s o n st h a tt h ed a t aa c c e s sl a y e rc o m p o n e n t sa r en e c e s s a r yf o rt h ep e r f o r m a n c e t e s t t h i sp a p e rw i l ls t u d yo nt h e1 e | - f o m a a n c et e s to fd a t aa c c e s sl a y e rc o m p o n e n t w i t hp e r f o r m a n c et e s tt o o lm sa c t , w h i c hu s e dp e r f o r m a n c et e s ti np a g el e v e l t h i s p a p e rf o c u so nd a t aa c c e s sl a y e rt e s tm e t h o d s ，t e s tp l a t f o r m ，t e s tp a r a m e t e r sa n d p e r f o r m a n c ei n d i c a t o r sf o rt h es t u d y ；s e c o n d l y , i tw i l ls t u d yo nd a t aa c c e s sl a y e r p e r f o r m a n c ec h a r a c t e r i s t i c sb a s i n go nd a t ao ft h et e s t s ；f i n a l l y , t h ep a p e rg i v eo u t o p t i m i z a t i o n so nb u i l d i n gah i g h - p e r f o r m a n c ed a t aa c c e s sl a y e r t h i sp a p e ra i m st o p r o m o t et h ep e r f o r m a n c et e s t i n gt ot h ec o m p o n e n tl e v e l ，a n dt oe x p l o r ei nd e v e l o p i n g h i g h - p e r f o r m a n c ed a t aa c c e s sl a y e r k e yw o r d s ：w e bt e s t ；p e r f o r m a n c et e s t ；d a t aa c e sl a y e r 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。 本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明 确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。 髫獬嘞釉缛 滏 胛 k 乒 凡 新 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大 学有权保留并向国家主管部门或其他指定机构送交论文的纸质版和 电子版，有权将学位论文用于非营利目的的少量复制并允许论文进入 学校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检 索，有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密 后适应本规定。 本学位论文属于 l 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ) 作者签名撕鲜 刷谧名卿镲v 、i 日期：砷卅绰r 月必日 ，一 日期：加g 年5 月巧日 第一章引言 1 1 论文背景 第一章引言 随着网络技术的发展，w e b 正以其交互性、易用性和快捷性等特点越来越受 到企业和个人的青睐。日益增长的用户需求，要求w e b 系统能够处理更多的用 户请求，并且同时提供更短的系统响应时间，所以w e b 性能开发已成为w e b 开 发的一项重要内容。 微软推出的n e t 平台，使得我们可以按照n 层架构的方法对w e b 应用程序 进行开发和布置，数据访问层( d a t a a c c e s sl a y e r ) 作为n 层架构的重要组成部分， 其目的是高效地实现对数据库数据创建、读、更新和删除( c r u d ) 操作，然而， 一个不好的数据访问层，不仅限制了w e b 应用程序的性能，而且限制了w e b 应 用程序通过硬件扩展获得性能提升幅度，所以，高性能的数据访问层是实现高性 能w e b 系统的前提。 基于a c t 对数据访问层性能测试的研究，目的是避免在w e b 应用程序集成 或页面完成后才开始进行性能测试的缺点，组件性能测试可以在编码过程中及时 发现及消除软件存在的性能问题，并对组件实施性能控制和性能优化，避免性能 不佳的组件被集成到系统。数据访问是系统频繁调用而且最消耗资源的操作，数 据访问层进行测试和优化，对保证和提高w e b 系统性能非常重要【1 【2 】。 优化数据访问层的性能，首先要进行性能测试和评价，通过组件性能测试找 出存在瓶颈的组件。如何对数据访问层组件进行性能测试和性能评价，是本课题 的任务。 1 2 国内外研究进展 国外对w e b 性能研究开展较早，有许多关于w e b 性能研究方法的文献 3 】 4 【5 】【6 1 ，有许多公司从事性能测试工具开发及应用 7 1 。在这些文献中，性能优化 关注的是w e b 页面优化、数据库优化以及采用数据缓存对w e b 系统进行优化， 性能测试对象为集成后的系统或页面。在组件研究方面，也有专门的论著 8 】，但 数据访问层性能及性能测试研究 未涉及组件性能测试及组件性能量化研究；在数据访问层的相关文献中 6 】 9 b o 1 1 】，大多涉及数据层的构建和单元测试，以及依据经验对数据访问层进 行调优。性能优化方面的文献【3 】【4 】【5 】对数据性能开发仅作了泛泛的讨论；微软性 能测试方面的专著 1 2 也仅有一章谈及s q l 层分析。 国内在w 曲性能测试及优化研究起步较晚。较多的文献 1 3 b 4 】【1 5 b 6 【1 7 1 8 b 9 】 u w 涉及性能测试方法研究、性能测试工具开发以及使用现有的测试工具对性能 测试的探索，测试对象为w 曲应用程序或系统；性能优化方面的研究 2 1 2 2 】 2 3 】 2 4 】【2 5 】 2 6 1 ，主要涉及页面优化、缓存优化、数据查询优化和数据库优化；数据访问 层组件的研究方面 2 7 】【2 8 2 9 j ，仍停留在如何构建数据访问层的层面上：在组件性 能模型方面，已有学者进行了一引起研究 3 0 1 。 总的来说，性能研究国外要走在国内的前列。国外在性能及调优( p e r f o r m a n c e a n d t u n i n g ) 方面做了大量的研究工作，有许多成熟的测试工具和测试案例，但 现阶段仍然停留在页面级别和定性分析阶段，仍然依据经验进行性能优化；在组 件性能测试的量化研究、以及用组件性能测试指导性能开发等方面的研究很少涉 及。数据访问层组件性能测试属较深入的研究课题。 1 3 本文主要工作及创新 本文主要工作有以下三个方面： 1 、在总结前人研究成果的基础上，结合本文性能测试的结果，分析了n e t 不同数据访问解决方案的性能表现，明确了制约性能的因素及提高w e b 性能的 措施。 2 、对数据访问层组件性能测试方法和性能特征进行了研究，这是本文重点 和创新点。数据访问层组件性能测试研究包括了测试架构、测试方法、测试平台、 测试参数以及性能衡量指标等方面的研究；基于数据访问层性能测试数据，对数 据访问层的性能曲线特征、c r u d 性能特征、性能构成以及数据访问层组件叠加 性能进行了研究。 3 、最后对数据访问层性能优化提出了一些建议。 现有w e b 性能测试工具的测试对象是w e b 系统或w e b 页面，不能直接对组 件进行性能测试。通过本文的研究，得出了切实可行数据访问层及其组件性能测 第一章引言 试方案。使用该测试方法，对数据访问层组件进行了大量的性能测试，基于这些 测试数据，研究得出如下有意义的结论： 1 、数据访问层的性能是w e bc p u 达到使用极限时的性能值，c p u 的使用 极限为8 0 ； 2 、数据访问层性能主要受c p u 限制，与其它硬件关系很小； 3 、数据访问层的吞吐量r p s 性能与并发用户及用户思考时间无关，末字节 响应时间随并发用户及思考时间增加而增加； 4 、数据访问层性能衡量指标为末字节响应时间t t l b 和请求成本p c o s t 。 请求成本是作者提出的一个参数，用于度量一个数据访问请求需要消耗的w e b c p u 主频；末字节响应时间则用于度量w e b 服务器处理数据访问请求需要的时 间： 5 、请求成本曲线随负载增加近似为一条水平线，在负载达到w e bc p u 使用 极限后出现小幅波动；末字节响应时间曲线为随负载增加近似于过原点的位于第 一象限的正抛物线曲线，曲线在w e bc p u 极限处斜率增加很快。换句话说，在 w e bc p u 使用极限这一特征点上，请求成本表现不敏感，而末字节响应时间表 现极为敏感，超过c p u 使用极限，末字节响应时间将急剧增加； 6 、数据访问层c r u d 操作性能消耗由大到小排列是：插入、更新、删除和 查询： 7 、d a t a s e t 类实例化及数据填充占用比较大的性能开销； 8 、对于内联式叠加组件，其请求成本性能为各组件的请求成本之和；末字 节响应时间则视组件性质不同而不同。对于外联式叠加组件，其请求成本性能为 各组件的请求成本平均值；末字节响应时间则取决于性能消耗最大的组件，此时 该组件已成为叠加组件的瓶颈。 这些结论在组件性能测试和性能开发上有指导作用。例如，依据结论3 ，测 试时可以不必采用专用的高性能测试端计算机，只要用较小的并发用户和较短的 用户思考时间、使用普通的测试端就可以完成数据访问层r p s 性能测试，为软 件开发过程中单元测试之后进行组件性能测试提供了可能；又如，依据结论5 ， 在性能优化时，优化的重点不是请求成本，而是如何降低w e b 系统对请求的响 应时间；而结论8 对多个组件集成性能的估算提供了依据，并说明了性能瓶颈对 数据访问层性能及性能测试研究 响应时间的影响要远大于对请求成本的影响，这一结论也从另一个侧面验证了结 论5 。 1 4 本文组织结构 本文分为六部分。 第二章介绍了n e t 框架中数据访问技术可以构建出众多不同的数据访问解 决方案。正是由于解决方案的多样性以及性能与具体应用的相关性，使得对数据 访问层进行性能测试和评价成为必要。 第三章分析数据访问层性能与性能瓶颈、性能与伸缩性、性能与硬件扩展、 性能与代码优化的关系，明确了一个高性能的站点，一定是高可伸缩的站点，高 可伸缩的站点来源于高可伸缩的组件，而高伸缩性的组件来源于良好的程序架构 和优化的程序代码。 第四章介绍了w e b 性能测试的重要性、目的、难点和一些流行的测试方法。 第五章是本文的重点和主要创新点，作者将微软开发的a c t ( a p p l i c a t i o n c e n t e r t e s t ) 用于数据访问层性能测试。a c t 是针对w e b 系统或w e b 页面进行 性能测试的工具，将其应用于组件级别上，特别是数据访问密集型的数据访问层 组件上有许多技术困难需要攻克。本章在测试方法、测试平台、测试参数的选取 和数据访问层性能衡量指标等四个方面进行了研究，其中对测试平台和随机种子 做了改进，以适应数据访问层性能测试。 第六章基于数据访问层性能测试的数据，对性能曲线特征、性能构成分布、 c r u d 操作性能以及数据访问层组件叠加的性能特征进行了研究。 第七章对数据访问层性能优化提出了一些建议。 4 第二章基于n e t 框架数据访问技术研究 第二章基于n e t 框架数据访问技术研究 2 1 n e tf r a m e w o r k 应用程序架构概述 n e t 平台是一个非常广阔的平台，它提供了丰富的编程类库和众多的编程 模型。n e t f r a m e w o r k 推出，可以比较方便的实现n 层架构的w e b 应用程序。 对于n 层架构一般可以简化成为三层架构【3 2 1 ，其各层划分如图2 - 1 所示。 表示层 a s p n e tw e b 窗体 业务逻辑层 n e t 组件程序 数据服务层 n e t 数据访问层 数据源 图2 - 1 n e t 软件架构 1 、表示层 表示层就是客户浏览器中显示的用户界面，通常由a s e n e t w e b 窗体和代 码隐藏文件组成。该层以适当的形式显示由业务逻辑层动态传送的数据信息，同 时，负责获得用户录入的数据，完成对录入数据的校验，并将录入数据传送给业 务逻辑层。 2 、业务逻辑层 业务逻辑层实现各种业务规则和逻辑，将用户界面与数据访问隔离。业务逻 辑层是整个分层模型的中问层，这一层为用户界面层提供功能调用，同时它又调 用数据访问层所提供的功能来访问数据库。根据整个系统的设计，在该层中实现 程序中的大部分逻辑控制功能。 3 、数据服务层 数据服务层是由两部分组成的，一是数据库，二是由访问数据库程序代码组 成的数据访问层d a l ( d a t a a c c e s sl a y e r ) 。数据访问层为应用程序实现数据交 数据访问层性能及性能测试研究 互，对数据库实现查询、插入、更新和删除操作。 2 2 数据访问层概述 在n 层架构的应用程序中，通常把专门用于访问数据库的程序代码封装成 为组件，称为数据层组件或数据访问层( d a t aa c c e s sl a y e r ，简称d a l ) 。建立 以数据为中心的n e t 应用程序时，必需建立数据访问层。在n 层w e b 应用程序 架构的基础上，基于微软a d o n e t 技术把数据层设计成一个通用的数据库访问 组件，可大大降低应用程序访问数据库的复杂性，使得各层的结构更加清晰，功 能更加明确并且相对独立，同时缩短了项目的开发周期，程序的可读性、可维护 性、可移植性以及可扩展性也得到增强。综合对数据库访问的操作，d a l 的功 能可以归纳为以下四种操作类型： 1 、在数据库中创建记录； 2 、读取数据库中的记录并把业务实体数据返回给调用程序； 3 、使用调用程序提供的修改后的业务实体数据更新数据库中的记录； 4 、删除数据库中的记录； 以上四种操作通常又称为c r u d 操作，即c r e a t i n g ，r e a d i n g ，u p d a t i n g 和 d e l e t i n g 。 一个有效的数据访问层执行所有的数据访问，并使中间层免于执行数据库访 问。具体来说，设计数据访问层的好处可以归纳为 3 3 1 ： 重用：多种应用程序，包括w e b 应用程序和w i n d o w s 应用程序，能够使用 同一个数据访问层来解决数据需求。 抽象化：把应用程序的业务逻辑解脱出来，使其不需要关心数据访问代码， 便于维护。 隔离：把业务逻辑同潜在的数据库模式和a d o n e t 的修改隔离开来。 扩展：允许数据访问层驻留在一个单独的物理层，以应对性能提升的需要。 测试：与应用逻辑分开，便于测试程序维护和故障排除。对一个单独的封装 好的数据层进行测试，可以更方便地确定和消除瓶颈。 第二章基于n e t 框架数据访问技术研究 2 3a d o n e t 数据访问技术 用n e t 设计数据层组件时，离不开a d o n e t 。a d o n e t 是n e tf r a m e w o r k 的重要组成部分，是n e t 平台上数据存取的解决方案。a d o n e t 是一种应用程 序接口，支持对数据进行断开连接访问，是一种松耦合的、n 层的、基于i n t e m e t 的应用程序数据访问接口，以及能够组合来自多个数据源的数据。a d o n e t 对 象模型的两个核心组件：d a t a s e t 和n e t 数据提供程序( 如图2 2 ) 。 图2 - 2a d o n e t 模型 在d a t a s e t 这个核心组件中，其设计目的很明确：为了实现独立于任何数据 源的数据访问，数据集( d a t a s e t ) 是表( t a b l e ) 的结合，存放于本地缓冲区， 支持断开式连接，d a t a s e t 包含的数据很容易跨层传输，而不必担心面向连接的 资源会一直打开。 a d o n e t 结构的另一个核心元素是n e t 数据提供程序，是一组包括 c o n n e c t i o n 、c o m m a n d 、d a t a r e a d e r 和d a t a a d a p t e r 对象在内的组件，其设计目 数据访问层性能及性能测试研究 的是为了实现数据操作和对数据的快速、只进、只读访问。 图2 - 2 展示a d o n e t 详细的对象模型即s y s t e m d a t a 名称空间中的核心组 件及他们之间的相互关系。包括6 个主要对象：c o n n e c t i o n 对象，c o m m a n d 对 象，d a t a r e a d e r 对象，d a t a a d a p t e r 对象，d a m s e t 对象以及d a t a v i e w 对象。 1 c o n n e c t i o n 对象 该对象用来建立与指定的数据源连接，提供用于打开数据源，保持与各种数 据源的通信机制。它是直接与数据源进行交互的提供者，并提供物理连接。 2 c o m m a n d 对象 用来在指定的连接上执行命令并从数据源中返回结果。针对数据源完成相关 的命令( 即：s e l e c t ，i n s e r t , u p d a t e ，d e l e t e ) 操作。主要设置的属性有： c o n n e c t i o n ：用于执行命令的连接对象； c o m m a n d t e x t ：想要执行的s q l 语句或存储过程名字； c o m m a n d t y p e ：f f 旨定c o m m a n d t e x t 属性的类型，有三个取值t e x t ( s q l 文 本) ，s t o r e d p r o c e d u r e ( 存储过程) 和t a b l e d i r e c t ( 表) ； p a r a m e t e r s ：参数集合，用来在查询或存储过程中指定参数、类型以及设置 参数值。 c o m m a n d 对象支持的方法中，最重要的是四个e x e c u t e 方法： e x e e u t e n o n q u e r y ：执行不返回行的命令，并返回受影响的行数； e x e c u t e r e a d e r ：执行查询并以数据流的形式返回结果，并生成d a t a r e a d e r 对象； e x e c u t e s c a l a r ：执行查询并返回结果集中的第一行的第一列，实际是返回 单个值； e x e c u t e x m l r e a d e r ：执行查询并以x m l 数据流的形式返回结果，并生成 x m l r e a d e r 对象。 3 d a t a r e a d e r 对象 该对象对来自数据源的数据流提供只读、只向前访问。查询结果通过命令的 执行返回，存储在客户端的网络缓冲区中，使用d a t a r e a d e r 的r e a d 方法对它们 发出请求。一旦数据可用，d a t a r e a d e r 方法就立即检索该数据，而不是等待返回 查询的全部结果：并且在默认情况下，该方法一次只在内存中存储一行，因而降 第二章基于n e t 框架数据访问技术研究 低了系统开销、提高了应用程序性能。通过c o m m a n d 对象的e x e c u t e r e a d e 方法 从数据源中检索行来创建一个d a t a r e a d e r 。主要设置的属性和方法有： r e a d 方法：检索结果集的下一行，当d a t a r e a d e r 首次打开时，被置于结 果集的开始处，即第一行之前；首次调用时，移到结果集的第一行，以后每调用 一次会移到下一行。 i t e m 属性：返回结果集当前行中某一列的值。 c l o s e 方法：打开的d a t a r e a d e r 要显式地调用c l o s e 方法关闭，以释放出 与之相联系的连接。 4 d a t a a d a p t e r 对象 该对象将数据源中检索出的数据，通过f i l l 方法填充到d a t a s e t 中的表，同 时将对d a t a s e t 做出的更改解析回数据源。该对象用作托管提供程序和d a t a s e t 之间的通信机制，本质上是一组命令对象，每个命令对象有一个独立的命令( 见 图2 3 ) 。 图2 - 3 d a t a a d a p e r 结构图 s e l e c t c o m m a n d ：用于从数据库获取数据的命令 u p d a t e c o m m a n d ：用来更新数据存储的命令； 数据访问层性能及性能测试研究 i n s e r t c o m m a n d ：用来在数据存储中插入数据的命令； d e l e t e c o m m a n d ：用来从数据存储中删除数据的命令。 5 d a t a s e t 对象 该对象是支持a d o n e t 的断开式、分布式数据方案的核心对象。因此，它 可以用于多种不同的数据源。d a t a s e t 对象可以看成是包含很多子对象容器对象， 在d a t a s e t 包含了一个或多个d a t a t a b l e 对象，d a t a t a b l e 又包含数据行和数据列 以及主键、外键、约束和表间关系等信息。通过d a t a a d a p t e r 来控制与现有数据 源的交互，并利用d a t a a d a p t e r 填充( f i l l ) 数据，利用c o m m a n d 对象的u p d a t e 方法将数据改变更新到数据源。图2 4 显示了d a t a s e t 对象模型。 图2 - 4d a t a s e t 对象模型 d a t a s e t 数据集具有如下一些特性： 处理脱机数据：d a t a s e t 中的数据是与数据库断开连接的。一旦用数据适 配器将查询结果返回d a t a s e t 之后，便和数据库断开连接，对d a t a s e t 的更改不 会影响到数据库。这种脱机数据结构对于创建多层应用程序及在层问传递数据是 很有用的。 浏览、排序、搜索和过滤：d a t a s e t 对象允许在任何时候对其数据进行查 看、频繁循环进行遍历、排序等操作。 处理分级数据：允许定义表间的关系，根据主表信息展示子表的相关信息。 缓存更改：提供d a t a a d a p t e r 将缓存中更改后的信息提交给数据库。 x m l 的完整性：d a t a s e t 对象和x m l 文档几乎可以互换，完全相容。 1 0 第二章基于n e t 框架数据访问技术研究 统一功能：只要将数据从各类数据库查询到d a t a s e t 中，对这些数据的处 理完全一样。 6 t r a n s a c t i o n 对象 事务是一组组合成逻辑工作单元的操作，其目的是通过事务控制保证操作的 一致性和完整性。在数据操作中，如果事务中的某个点发生故障，则所有操作都 可以回滚到事务开始之前的状态；如果没有发生故障，则通过提交事务来完成更 新。 在a d o n e t 中，可以使用c o n n e c t i o n 、c o m m a n d 和t r a n s a c t i o n 对象来控 制事务： 调用c o n n e c t i o n 对象的b e g i n t r a n s a c t i o n 方法来标记事务的开始。 执行所需数据操作的命令。 调用t r a n s a c t i o n 对象的c o m m i t 方法来完成事务，或调用r o l l b a c k 方法来 取消事务。 2 4 n e t 数据访问层剖析 在设计数据访问层时，主要采用两种方法，一种是通用方法，为每种需要访 问数据库的实体建立一个过程：另一种是建立一个帮助器类( s q l h e l p e r ) ，处理 常见的任务，如数据库连接、执行命令和缓存参数，为数据层中的所有组件执行 所有的数据访问。在数据访问模式上，分别有基于d a t a s e t 为核心和基于 d a t a r e a d e l - 为核心的数据访问。微软大力推荐的两个企业级开发实例d u w a m i s h 和p e t s h o p ，其数据访问层的实现分别采用了上述两种模式，此外，微软发布的 d a t a a c c e s s a p p l i c a t i o n b l o c kf o r n e t 2 0 则提供了a d o n e t 所有数据访问对象 的使用方法。 2 4 1d u w a m i s h 数据访问剖析 d u w a m i s h 7 0 是一个外表简单、内部极其复杂的一个网上书店，作为微软官 方提供的完整应用范例，它同时有c 撑和v b n e t 两种语言版本。d u w a m i s h 采用 四层应用结构，使用不同的项目分隔层，即每一层为一个项目，分别为表示层、 业务外观层、业务规则层和数据层。d a w a m i s h 7 的数据访问是通过 数据访问层性能及性能测试研究 d a w a m i s h d a t a a c c e s s 项目来实现的。如图2 5 所示，数据层中有4 个数据访问 类，分别是b o o k s ，c a t e g o f i e s ，c u s t o m e r s 和o r d e r s 。每个类分别对应一至二个 数据表，只负责相关数据存取。d a t a a e c e s s s i n 中有两个引用( 见图2 - 5 ) ， d a w a m i s h s y s t e m f r a m e w o r k 和d a w a m i s h c o m m o 玛前者用来处理有关的配置节 信息，后者则用来定义与数据存取相关的数据结构。d u w a m i s h 采用d a t a s e t 数 据集的方法在层问传递数，所采用的d a m s d 结构( 实体) 就是在 d a w a m i s h c o m m o n 中进行定义的。下面以g e t b o o k b y i d ( b y v a lc a t e g o r y l da s i n t e g e r ) 来剖析其数据访问。 曰解决方案“l j a t “c c e s s ( 1 项目) 目固) a t e a c c e s s 日筐i 引用 !e 3n u w n i j h tc o m m d n ： ； ；p 衄d w m i s h 7s y s t n f r m s w a r k ii 3s y e t e m ； o s y s t e m d a t a i ；o s y s t e md e s i g n ；pq s y s t e md r d i n g l 三心s y s t e mx m l j 豳k s s m b l y i n f o 讪 豳b o o k sv b i 豳c a t e e o r l t b 圈c u _ 唧h 响 i 一函鳓鳞鹣黛黼 图2 5d u w a m i s h 7 d a t a a c c e s s 解决方案 首先来分析d a w a m i s h 7 c o m m o n ，在d a t a 目录下定义了四个实体类( 见图 2 6 1 ，每个实体类均继承d a t a s e t 类，这些实体类并不是与数据表一一对应的， 而是对数据表的一种抽象，其主要代码如下： s y s t 鳓c o m p o n e n t m o d e l d e s i g n c r c a t e g o 吲”c 碱热。 s c r i a l i z a n c a r t r i b u c p u b l i cc l a b o o k d a t a。 l n h c r i t sd a t a s c l 【薯 p u b l i cs 。u bn e w ( 、，) 蓦_ _ _ _ i 。i 零黪n n e w i ；萼。一i 。 0 基 ib u i l d d a t a m a b l e s 薯。_ ；：j j。 e n d g u bi_ ； ? 一量量 0 - | _ ；_ j 董誊 辛i 一 曩_ 1 _ = o ：一 p 肌a l es u bb u i l d d a t a t a b l c s ( ) j 一基_。：。j _ d i m t a b l e 舡嬲a t a b l e 2 n e w d a t a t a b i e f b o o k s _ t a b l e ， 。曩 _ i ：w 强t a b l e c u l u m n 。= ! _ o a d d 妒k t df i e l d , g e t t y p e ( s y s t c m i n t 3 2 ) ) i 第二章基于n e t 框架数据访问技术研究 ； ； _ 一以下为同样的为法增加袭t a b l e 中的其他宇段，省略 | e n d w i 班 _一 。 ：；： m e 矗b 】c = s a d d ( t ；l b l e ) j j ：j ； ； ； ； e 拍s u b 一。叠；一一 - _ ；：； ；| j 。；：一_ i ；! e n d 嘤6 每? 1 b 鳓囝髓砖|麓 j 日一掣c o m f o r t 白鼋函引用 ! 姻l l w n i s k ? - s y n | m f r t w o r k ；四s y s t ；- s y s t e mi a t l i j 四s y s t e mb e s i 弘 i 。os y e t d r x w i n g jm 心s y s t e m x f f l 目淘n s t a l i 謦鬻獭鞴戮 ii 攀c a t e e o r y l a t l 讪 ij 豳c u s t o m l r r t t t a 讪 l i 豳o r d e 2 i a t t n 园a s s e m b l y t n f o 讳 豳d u w m is l ，c o n f i f u r s t i o n v b 图2 6d u w a m l s h 7 c o m m o n 解决方案 我们可以看到它有一个b u i l d d a t a t a b l e s 方法，并且在构造函数中调用，这 样，这个b o o k d a t a 数据集中捆绑了一个名为b o o k s _ t a b l e 的表，而 b o o k _ t a b l e 表具有确定的字段名，该b o o k s _ t a b l e 与b o o k s 表对应。解决了 数据结构，接下来看看数据层的代码实现。 p u b l i cc l a s sb o o k s m p i b 【n e n 刚d i s p o s a b l e p r i v a t ed s c o m m a n da ss q l d a t a a d a p t e r k = 这里省略了“1 些代鹅i p u b l i cf u n c t i o ng e t b o o k s b y ( 7 a t 略o r y l d ( b y v a lc a t e g o r y l da si n t e g e r ) a sb o o k d a t a g c t b o o k s b y c a t c g o r y l df i l l b o o k d a t a ( ”g e t b o o k s b y c n t e g o r y l d ”，” c a t e g o r y l d ”，s t r ( c a t 锚o r y l d ) ) e n df u n c t i o n p r i v a t e f u n c t i o nf i l lb o o k d a t a ( b ) v a lc t r l ( 1 w e x | a ss t r i n g ，b y v a l p a r a m n a m e a ss t r i n g ，b y v a l p a r t i t t t 确l u ea ss i r i n g ) a sb o o k d a t a dimd a t aa s b o o k d a t a ? d a t a = n c wb o o k d a t a w i t hd s c o m m a n d i t r y o 、v i i h ，s e l e c t c o m m m d ；：_ c o m m a n d t y p c = c o m m a n d t y p e s t o r e d p r o c e d u r e 。c o m m a n d t e x t = c m d t c x t d i mp a r a ma ss q l p a r a m c t e r = n e ws q l p a r a m e t e r ( p a r a m n a m e , s q l d b t