（计算机应用技术专业论文）中考招生平台性能优化研究.pdf

i i i ii i ii ii i iii ii i ii i i i l 17 4 5 7 4 1 ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt og u a n g d o n gu n i v e r s i t yo f t e c h n o l o g y f o r t h ed e g r e eo fm a s t e ro fa p p l i e dc h e m i s t r y t h er e s e a r c ho fp e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o n ba s e do nsi g n i n gu ps y s t e mf o rse n i o r - h i g h sc h o o le n t r a n cee x a m i n a t i o n m a s t e rc a n d i d a t e ：c a ox i b i n s u p e r v i s o r ：p r o f l iz h e n k u n m a y 2 0 1 0 i n s t i t u t eo fc o m p u t e rs c i e n c e g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y , g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，c h i n a ，5 10 0 0 6 】111_-_ r 4 摘要 摘要 随着计算机的广泛应用和互联网技术的迅速发展，由于传统的中考报名、考 试、招生模式已经不能满足时代的需求，广东省考试院主持开发了中考招生报名 系统。虽然目前基本满足了用户需求，但是随着中考人数的增加，系统现有的性 能还不能满足未来的需求。所以怎么样提高中考招生平台的性能是本篇论文讨论 的重点，同时基于高并发量的系统性能问题也是当年大型网站面临的难点之一。 本文的研究来源于广东省中考招生平台。中考招生平台需要在短时间内承载 非常大的w e b 访问量。本文在参照了高并发高负载网站优化技术大量相关文献的 基础上，深入细致的分析了中考招生平台的需求特点，通过深入分析广东省高考 报名系统的整个体系结构，并结合在实际运行中出现的问题，提出了对高考报名 系统性能改进的方案。然后结合现有系统在实际运行中表现出的不足，提出了一 种对现有系统性能进行优化的方案。 首先，本文介绍了课题的来源和相关研究背景、论文选题意义以及系统的整 体方案和特色，从而引出系统相关技术的介绍。 其次本文对中考招生平台的需求进行分析，对系统整体设计方案进行分析， 分析出现有系统运行情况和存在的问题，从而提出对系统性能的优化方案。 本文从以下三个个方面来对中考招生平台的性能进行优化研究： 在系统结构方面，首先探讨为什么采用s s h 三层架构，分别对系统用到的框 架进行介绍，规范化开发，对数据库表进行重新设计，利于系统的优化、升级和 移植； 在系统功能方面，对整个系统性能要求最高是数据统计功能，从最简单的统 计方案开始进行改进，最终选择运用存储过程进行优化； 在软件方面，从最基本的j a v a 程序规范开始，严格要求系统开发人员必须 按照规范来编写代码。同时结合o r a c l e 数据库自身的特点和本系统实际运用情 况，运用o r a c l e 数据库的分区表技术和对表结构建立索引提高系统的查询速度， 对在开发过程中运用到的参数进行调优。另外我们采用缓存来将最常用的码表全 部注入缓存，以空间换时间的方式来提高系统反应速度。 最后对所做的优化工作和之前的系统进行了对比总结，展望了基于高并发 w e b 应用服务器的应用前景，并针对中考报名系统指出了进一步的研究方向。 广东工业大学硕士学位论文 。l l ：| m l i i li i l 釜= = ! = e = 目e i | _ | e 自= e ! = ! = 2 = 自自= = 目= 自目 关键词：高并发；性能优化；数据统计；s s h 框架 i l a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ee x t e n s i v ea p p l i c a t i o no fc o m p u t e ra n di n t e r n e tt e c h n o l o g y i sd e v e l o p i n gr a p i d l y ，a si nt h et r a d i t i o n a le x a mr e g i s t r a t i o n ， e x a m i n a t i o n ，a d m i s s i o nm o d ec a nn o tm e e tt h en e e d so ft h et i m e s ，g u a n g d o n g p r o v i n c e ，p r e s i d e do v e rt h ed e v e l o p m e n to ft h ee x a m i n a t i o ny u a n e x a m i n a t i o ne n r o l l i n gs y s t e m a l t h o u g hb a s i c a l l ys a t i s f yt h eu s e rd e m a n d ， b u tw i t ht h ei n c r e a s ei nt h en u m b e ro ft e s t 。t h es y s t e mp e r f o r m a n c eo f t h ec u r r e n tc a nn o tm e e t f u t u r ed e m a n d s o 。1 i k eh o wt oi m p r o v et h e p e r f o r m a n c ei nt h ee x a m i n a t i o nc a r o li m e n tp l a t f o r mi st h ef o c u so ft h i s p a p e rt od is c u s st h es a m eti m e ，h ig hc o n c u r r e n c yo nt h es y s t e mp e r f o r m a n c e p r o b l e mi sa l s ot h a t t i m eo n eo ft h ed i f f i c u l t i e sf a c e db yl a r g es i t e s t h i ss t u d yf r o mg u a n g d o n gp r o v i n c ea d m i s s i o nt e s tp l a t f o r m t h e e x a m i n a t i o ne n r o li m e n tp l a t f o r m sl o a da ts h o r tn o t i c eav e r yl a r g ea m o u n t o fw e ba c c e s s t h i sa r t i c l ei nt h el i g h to ft h eh i g hc o n c u r r e n th i g h l o a d s i t eo p t i m i z a t i o nb a s e do nan u m b e ro fr e l a t e dd o c u m e n t s ，i n d e p t ha n d d e t a i l e da n a l y s i so ft h ed e m a n dc h a r a c t e r i s t i c so ft e s te n r o l i m e n t p l a t f o r m ，t h r o u g hi n d e p t ha n a l y s i so ft h ee n t i r eg u a n g d o n gp r o v i n c e e x a m i n a t i o nr e g i s t r a t i o ns y s t e ma r c h i t e c t u r ea n di n t e g r a t i o na p p e a ri n t h ea c t u a lo p e r a t i o ni s s u e sr a i s e do nt h ec o l l e g ee n t r a n c ee x a m i n a t i o n r e g i s t r a ti o ns y s t e mp e r f o r m a n c ei m p r o v e m e n tp r o g r a m t h e nc o m b i n e dw i t h t h ee x i s t i n gs y s t e ms h o w ni na c t u a lo p e r a t i o n ，t h ep a p e rp r o p o s e sas y s t e m t oo p t i m i z et h ep e r f o r m a n c eo fe x i s t i n gp r o g r a m s f i r s t 。t h ea r t i c l ed e s c r i b e st h es o u r c e sa n dt o p i c sr e l a t e dr e s e a r c h ， t o p i c so fs i g n i f i c a n c ea n dt h eo v e r a l lp r o g r a ma n ds y s t e mc h a r a c t e r i s t i c s ， w h i c hl e a d st os y s t e m - r e l a t e dt e c h n o l o g yi n t r o d u c t i o n s e c o n d ，t h i sp a p e re x a me n r o l l m e n tp l a t f o r mi nd e m a n da n a l y s i s ， a n a l y s i so fo v e r a l1s y s t e md e s i g n ，t h ea n a l y s i so fas y s t e mo p e r a ti o na n d p r o b l e m s ，a n dr e c o m m e n do nt h es y s t e mp e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o n t h i sa r t i c l ef r o mt h ef o l l o w i n gt h r e ea s p e c t st ot h ep l a t f o r mo nt h e a d m is si o n st e s tp e r f o r m a n c eo p ti m iz a ti o n ： i nt h es y s t e ms t r u c t u r e ，t h ef i r s to fw h yt h et h r e e - t i e rs t r u c t u r e w i t hs s h ，r e s p e c t i v e l y ，t h es y s t e mi n t r o d u c e st h ef r a m e w o r ku s e d ， s t a n d a r d i z e dd e v e l o p m e n to ft h ed a t a b a s et a b l er e d e s i g n w h i c hw i1 1h e l p o p t i m i z et h es y s t e m ，u p g r a d ea n dm i g r a t i o n ： f u n c t i o ni nt h es y s t e m ，t h eh i g h e s tp e r f o r m a n c er e q u i r e m e n t so ft h e w h o l es y s t e mi sas t a t i s t i c a lf u n c t i o n ，f r o mt h em o s ts i m p l es t a t i s t i c a l p r o g r a mb e g a nt oi m p r o v e ，t h ef in a lc h o ic et oo p ti m i z et h eu s eo fs t o r e d p r o c e d u r e s ： i nt e r m so fs o f t w a r e ，f r o mt h em o s tb a s i cn o r m sj a v ap r o g r a mb e g a n ， s t r i c ts y s t e md e v e l o p e r sm u s tw r i t ec o d ea c c o r d i n gt os p e c i f i c a t i o n s o r a c l ed a t a b a s ec o m b i n e dw i t ht h e i ro w nc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ea c t u a l 1 1 1 广东工业大学硕士学位论文 a p p li c a t i o no ft h i ss y s t e m ，p a r t i t i o nt a b l eu s i n go r a c l ed a t a b a s e t e c h n o l o g ya n di n d e x i n gt a b l es t r u c t u r ei m p r o v et h eq u e r ys p e e do ft h e d e v e l o p m e n tp r o c e s sa p p l l e dt ot h et u n i n gp a r a m e t e r s i na d d i t i o n ，w eu s e t h ec a c h et ob et h em o s tc o m m o nc o d et a b l ea l1i n t ot h ec a c h e t h ew a y t os p a c ef o rt i m et oi m p r o v es y s t e mr e s p o n s i v e n e s s f i n a l l y 。t h eo p t i m i z a t i o nw o r kd o n ea n dw e r ec o m p a r e dw i t ht h e p r e v i o u ss y s t e ms u m m a r y ，l o o k e dt ot h ew e ba p p li c a t i o ns e r v e rb a s e do n t h eh i g hc o n c u r r e n c yo fa p p l i c a t i o n s ，a n dr e g i s t r a t i o ns y s t e mf o rt h et e s t p o i n t so u tt h ed i r e c t i o nf o rf u r t h e rr e s e a r c h k e y w o r d s ：h i g hc o n c u r r e n c y ：p e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o n ：s t a t i s t i c ：s s h f r a m e w o r k 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i 目录v c o n t e n t s v i i i 第一章绪论1 1 1 课题的来源及存在的问题l 1 2 课题的研究意义3 1 3 研究内容与目标4 1 3 1 前期工作4 1 3 2 研究内容与目标4 1 4 系统方案与特色6 1 4 1 系统整体方案6 1 4 2 系统的特色7 1 5 论文内容组织7 第二章系统相关技术介绍9 2 1s t r u t s 框架分析。9 2 1 1 为什么选择m v c 。9 2 1 2m v c 设计模式1 0 2 1 3 核心组件1 2 2 1 4s t r u t s 的工作流程1 2 2 2h i b e r n a t e 框架分析1 3 2 2 1o r m 介绍1 4 2 2 2h i b e r n a t e 核心接口介绍1 5 2 2 3h i b e r n a t e 对象介绍l8 2 3s p r i n g 框架分析1 8 2 3 1s p r i n g 框架介绍1 9 2 3 2s p r i n g 框架的特性2 l 2 4m e m c a c h e 缓存技术介绍2 2 2 4 1m e m c a c h e 概述2 2 2 4 2m e m c a c h e 接口介绍2 3 2 5d 、结2 3 第三章中考招生平台的分析与设计2 4 3 1 概j 苤2 4 3 2 中考招生平台的需求分析一2 4 3 2 1 系统用户分析2 4 3 2 2 系统业务分析2 5 3 2 3 系统数据流分析一2 9 3 2 4 系统功能分析。3 0 v 广东工业大学硕士学住论文 3 3 系统数据库设计。3 0 3 4 中考招生平台的整体方案设计一3 3 3 4 1 网络拓扑结构。3 3 3 4 2 系统体系结构3 4 3 4 3 系统功能模块3 6 3 5 系统运行情况及问题。3 9 3 5 1 系统运行情况3 9 3 5 2 系统存在的问题4 2 3 6 系统优化的解决方案4 2 3 7 ，j 、结4 2 第四章中考招生平台优化方案的研究与设计4 3 4 1 概i 苤z 1 3 4 2 数据库参数调优4 3 4 2 1d bb l o c kb u f f e r s 4 4 4 2 2s o r ta r e as i z e _ 4 4 4 2 3s h a r e dp o o ls i z e 4 5 4 3 基于数据库的优化4 5 4 3 1 表空间4 6 4 3 2 分区表4 7 4 3 3 表索引。4 8 4 4m e m c a c h e 缓存技术4 9 4 4 1 缓存原理。4 9 4 4 2 缓存创建。5 l 4 4 3 缓存管理。5l 4 4 4 缓存内容5 2 4 4 5 缓存实现。5 2 4 5s q l 语句的优化。5 3 4 5 1o r a c l e 的优化器。5 4 4 5 2o r a c l e 访问表规则5 4 4 5 3s q l 语句优化规则5 5 4 6 统计功能的优化5 7 4 6 1 统计功能的业务模块5 7 4 6 2 统计功能对性能的影响。5 9 4 6 3 统计功能的实现方案。5 9 4 6 4 存储过程的实现。6 0 4 7 ，j 、结6 l 6 ：! 6 ：! 6 4 6 4 6 1 ； ( ；7 v i 目录 i m 攻读学位期间发表的学术论文7 0 独创性声明。7 1 致谢7 2 v l i 广东工业大学工学硕士学位论丈 c o n t e n t s a b s t r a c t ( c h i n e s e ) - i a b s t r a c t ( e n g l i s h ) c o n t e n t s ( c h i n e s e ) c o n t e n t s ( e n g l i s h ) c h a p t e r li n t r o d u c t i o n v l 1 2s i g n i f i c a n c eo f t h es u b j e c t 2 1 3r e s e a r c hc o n t e n t sa n dt a r g e to f t h et h e s i s 5 1 3 2r e s e a r c hc o n t e n t sa n do b j e c t i v e 5 1 4s y s t e ms o l u t i o n sa n df e a t u r e s 6 1 5s t r u c t u r eo f t h et h e s i s ”8 c h a p t e r 2s y s t e m - r e l a t e dt e c h n i c a ld e s c r i p t i o n 9 2 1t h e a n a l y s i so f s w a t sf r a m e w o r k 9 2 1 11 r h er e a s o no f c h o o s em v c 9 2 1 2m v cd e s i g n p a t t e r n 1 0 2 1 4 1 1 圮w r 0 i d 【f l o w o f s t r u t s 1 1 2 2t h e a n a l y s i so f h i b e r n a t ef r a m e w o r k 1 2 2 2 1n l ei n t r o d u c eo f o i 己m 1 2 2 2 27 n l ei n t r o d u c eo f c o r ei n t e r f a c ea b o u th i b e r n a t e “1 3 2 2 3t h ei n t r o d u c eo f h i b e r n a t eo b j e c t 1 5 2 4t h e a n a l y s i so fs p r i n gf r a m e w o r k 1 9 2 4 1t h ei n t r o d u c eo fs p r i n gf r a m e w o r k 1 2 2 4 2t h ef e a t u r eo f s p r i n gf r a m e w o r k 1 3 2 5s u m m i n g u po f t h i sc h a p t e r 。2 l v i i i c o n t e n t s c h a p t e r 3a n a l y s i sa n dd e s i g no fs y s t e mf o rs e n i o r - h i g hs c h o o le n t r a n c ee x a m i n a t i o n 2 2 3 2n e e d s a n a l y s i so fs y s t e m 2 2 3 2 1t h ea n a l y s i so fs y s t e mu s e r s 2 4 3 2 2t h ea n a l y s i so fs y s t e mb u s i n e s s 2 5 3 2 3t h ea n a l y s i so f t h es y s t e md a t af l o w 2 6 3 3 4t h ea n a l y s i so f t h es y s t e mf u n c t i o n s 2 7 3 4t h eo v e r a l ld e s i g no fs y s t e mf o rs e n i o r - h i g hs c h o o le n t r a n c ee x a m i n a t i o n 2 7 3 4 1t h en e t w o r ks t r u c t u r e ”2 7 3 4 2t h es y s t e ms t r u c t u r e 2 8 3 4 3t h em o d u l e so fs y s t e mf u n c t i o n 2 8 3 5t h es y s t e mo p e r a t i n gc o n d i t i o n sa n d p r o b l e m s 3 0 3 5 1t h es y s t e mo p e r a t i n gc o n d i t i o n s ：3 0 3 5 2t h ep r o b l e m s o f s y s t e m 3 1 3 6s y s t e mo p t i m i z a t i o ns o l u t i o n s 3 5 3 7s u m m i n g - u po f t h i sc h a p t e r 3 9 c h a p t e r 4t h eo p t i m i z a t i o no fs y s t e mf o rs e n i o r - h i g hs c h o o le n t r a n c ee x a m i n a t i o n 4 2d a t a b a s ep a r a m e t e rt u n i n g 4 0 4 2 1a d j u s t m e n t st oi m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo f d b - c a c h es i z e 4 l 4 2 2t h eo p t i m i z a t i o nm e t h o db a s e do nh a r d w a r e 4 2 4 2 3t h eo p t i m i z a t i o nm e t h o db a s e do ns o f t w a r e 4 1 4 2 4t h eo p t i m i z a t i o nm e t h o db a s e do nh a r d w a r e - 4 2 4 3t h eo p t i m i z a t i o nb a s e do i ld a t a b a s e 4 3 4 3 it a b l es p a c e ”：4 3 4 3 2p a r t i t i o nt a b l e 4 4 4 3 3t a b l ei n d e x 4 6 4 4t h ei n t r o d u c eo fm e m c a c h e 4 8 4 4 1t h ec a c h e p r i n c i p l e s 4 8 4 4 2c r e a t ec a c h e 5 0 i x 4 - 4 3t h ea d m i n i s t r a t i o n o f c a c h e 。5 2 4 4 4t h ec o g e n to f c a c h e 5 8 4 4 5t h ei m p l e m e n t a t i o no f c a c h e 5 8 4 5o p t i m i z i n gs q l s t a t e m e n t 5 9 4 5 1t h eo p t i m i z e r o f o r a c l e 5 8 4 5 2t h ea c c e s st a b l em l e so f o r a c l e 5 8 4 5 3t h es t a t e m e n to p t i m i z a t i o nr u l e so f s q l 5 8 4 6o p t i m i z a t i o no f s t a t i s t i c a lf u n c t i o n s 。5 9 4 6 - 1t h em o d u l e so fs t a t i s t i c a lf u n c t i o n s 。5 8 4 6 2s t a t i s t i c so nt h e p e r f o r m a n c e 。5 8 4 6 3t h es t a t e m e n to p t i m i z a t i o nr u l e so fs q l 5 8 4 6 4i m p l e m e n t a t i o ns c h e m eo fs t a t i s t i c a lf u n c t i o n s 。5 8 4 7s u m m i n g 。u po f t h i sc h a p t e r 。6 0 c h a p t e r 5t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s 4 n g , 4 1 h 6 1 5 1c o m p a r i n gt h er e s u l t sb e f o r ea n da f t e ro p t i m i z a t i o n 6 1 5 2a f t e rt h eo p e r a t i o ns y s t e mo p t i m i z a t i o n 6 l 5 3s u m m i n g - u po f t h i sc h a p t e r 6 6 c o n c l u s i o n sa n de x p e c t a t i o n 一。6 7 r e f e r e n c e s 6 8 p u b l i c a t i o n sd u r i n gt h ep e r i o do fm a s t e r ss t u d y 。7 0 p r o m e t h e a nd e c l a r a t i o n 一一7 1 a c k n o w l e d g e m e n t - ”e e e e n “。7 2 x 第一章绪论 第一章绪论弟一早珀下匕 1 1 课题的来源及存在的问题 随着信息技术的高速发展和互联网的普及，各行各业也都在加速网络化的 进程。各种高速度的信息传递技术，高效率、高质量的信息查询技术，在使人们 生产、收集、组织、传递和使用知识信息的方式发生改变的同时，也使信息服务 的机制、结构以及服务手段发生了巨大的变化。现代的人们都使用计算机来提高 工作效率，但是在许多人一起协同工作的现代工作环境中，我们更需要提高我们 的团队工作效率。利用网络通讯基础及先进的网络应用平台，建设一个安全、可 靠、开放、高效的信息网络和办公自动化、信息管理电子化系统，为管理部门提 供现代化的日常办公条件及丰富的综合信息服务，实现档案管理自动化和办公事 务处理自动化，以提高办公效率和管理水平，实现企业各部门日常业务工作的规 范化、电子化、标准化，增强档案部门文书档案、人事档案、科技档案、财务档 案等档案的可管理性，实现信息的在线查询、借阅。 根据广东省政府有关文件精神，广东省高中阶段教育招生服务平台的录取系 统已经率先在2 0 0 8 年7 月一9 月顺利启用，并完成了2 0 0 8 年全省各市的初中毕 业生的录取工作。随着广东省高中阶段教育招生服务平台后续各功能模块建设紧 锣密鼓地进行，作为平台基础的基本信息采集系统建设势在必行! 传统的中考考试报名模式已经不能满足时代的需求，传统的报名模式操作方 式不仅烦琐费时，工作量大，容易出错，而且周转环节多，不利于招考部门的集 中管理和加强上下级招办与报名学校等有关部门的联系。如何实现信息处理的自 动化和招生业务无纸化逐步得到了教育部门的重视n 1 。 正是在这样一种需求与环境的要求下，本系统( 中考招生平台) 作为招生事务 处理过程进行全面信息化，以满足当今社会更加全面的要求与功能需要。中考招 生平台使广东省的学生能够方便进行报名，省招考办能够方便进行学生的信息采 集，各个地方高中学校、职业技校能够方便的发布招生信息，减少中间的周转环 节，也减少了考生数据的出错几率，同时也增强了考务管理的可操作性，实现对 中考报名全过程的动态管理，加强省招生办公室与各个信息采集