PRiya DhawanMicrosoft Developer Network

January 2002

原文鏈接：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms978388.aspx

概要：在典型的應(yīng)用環(huán)境中，比較不同數(shù)據(jù)訪問技術(shù)的表現(xiàn)性能。適用于Microsoft .NET Framework Beta2 和 Microsoft SQL Server 2000.（23頁打印頁）

簡(jiǎn)介

　　數(shù)據(jù)訪問方式的架構(gòu)選擇會(huì)對(duì)程序的性能、擴(kuò)展性、可維護(hù)性和易用性帶來影響。這篇文章的重點(diǎn)在于論述這些選擇產(chǎn)生的不同性能表現(xiàn)。數(shù)據(jù)訪問技術(shù)包括：Microsoft ADO.NET Command,DataReader,DataSet和xmlReader，這里使用Microsoft SQL ServerTM 2000數(shù)據(jù)庫比較這些不同技術(shù)在一些典型的應(yīng)用環(huán)境下的區(qū)別。在這些比較當(dāng)中，會(huì)在一定的用戶負(fù)載范圍內(nèi)對(duì)Customer,Order和OrderDetail 數(shù)據(jù)執(zhí)行一系列的命令操作。

　　展示這些不同數(shù)據(jù)訪問技術(shù)的代碼示例同樣可以使用在討論ADO.NET的數(shù)據(jù)訪問技術(shù)的相關(guān)文章當(dāng)中。這些例子包括了使用ADO.NET訪問單個(gè)值，單行，多行和層次數(shù)據(jù)。

測(cè)試場(chǎng)景

　　任何數(shù)據(jù)操作的性能表現(xiàn)取決于以下因素：

　　數(shù)據(jù)訪問中的對(duì)象構(gòu)造和對(duì)象填充會(huì)帶來很大的系統(tǒng)開銷。比如，使用ADO.NET的DataSet進(jìn)行實(shí)例和填充操作就比使用DataReader或XMLReader進(jìn)行同樣操作要占用更多的系統(tǒng)開銷。

　　數(shù)據(jù)訪問技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫造成的負(fù)載情況是不一樣的。比如，應(yīng)用程序讀取數(shù)據(jù)時(shí)，DataSet和DataReader使用的連接方式是不一樣的。使用存儲(chǔ)過程的數(shù)據(jù)訪問技術(shù)就比使用動(dòng)態(tài)SQL表達(dá)式的方式要少一些數(shù)據(jù)庫的工作負(fù)荷。關(guān)系型數(shù)據(jù)與XML之間的轉(zhuǎn)化對(duì)服務(wù)器資源的使用也與此類似。

　　對(duì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)往返訪問的數(shù)量也是一個(gè)因素，特別是在鎖和事務(wù)跨越多個(gè)數(shù)據(jù)來回。

　　通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也是一個(gè)關(guān)鍵因素，呈現(xiàn)為xml格式的數(shù)據(jù)比其它格式的數(shù)據(jù)要大很多。

　　我們使用一些在業(yè)務(wù)應(yīng)用當(dāng)中常用的操作，比如獲取一個(gè)客戶列，查詢一個(gè)客戶的相關(guān)訂單或者插入一個(gè)訂單，來比較ADO.NET的不同的數(shù)據(jù)訪問技術(shù)。為了使測(cè)試更加可靠，數(shù)據(jù)庫加載了超過100,000行的客戶賬號(hào)，一百萬行訂單（每個(gè)客戶10個(gè)訂單）和超過五百萬行的訂單細(xì)節(jié)（每個(gè)訂單有5個(gè)細(xì)節(jié)）。這些數(shù)據(jù)存在一個(gè)SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，通過SQL Server .NET data provider連接到SQL Server中。在這里比較的一些方法使用了SQL Server 2000的XML特性。

　　GetOrderStatus方法接受一個(gè)OrderId，然后返回一個(gè)表示這個(gè)訂單狀態(tài)的整型。

　　GetCustomer方法接受一個(gè)CustomerId參數(shù)，然后返回關(guān)于該客戶信息的一行記錄。

　　GetCustomers方法接受一個(gè)CustomerId和一個(gè)指明你要讀取的行數(shù)的參數(shù)。在所有CustomerID大于傳給網(wǎng)頁服務(wù)方法的CustomerID的行中，將讀取最上面的n行數(shù)據(jù)，并返回。

　　我們?cè)谝淮蠖丫哂胁煌摂?shù)的客戶記錄中執(zhí)行帶分頁的測(cè)試。這些客戶記錄的頁數(shù)分別為：100，500和1000。　

　　GetOrders方法從數(shù)據(jù)庫獲取一系列層次訂單和它們對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)。這個(gè)方法接受一個(gè)OrderId和一個(gè)指明要讀取多少訂單數(shù)的參數(shù)。在所有OrderId大于傳入的OrderId的記錄當(dāng)中，最上面的n行記錄將被讀取到。

　　我們?cè)谝淮蠖丫哂胁煌摂?shù)的客戶記錄中執(zhí)行帶分頁的測(cè)試。這些客戶記錄的頁數(shù)分別為：10個(gè)訂單（50個(gè)細(xì)節(jié)），50個(gè)訂單（250個(gè)細(xì)節(jié)）和100個(gè)訂單（500個(gè)細(xì)節(jié)）。

　　InsertCustomer方法接受一個(gè)customer數(shù)據(jù)，并向數(shù)據(jù)庫中插入一個(gè)customer行，然后將CustomerId作為一個(gè)整型返回。　　

　　InsertCustomers方法接受一系列customer類集合，然后向數(shù)據(jù)庫中插入多行對(duì)應(yīng)的customer記錄。

　　InsertOrder方法接受的數(shù)據(jù)，包含了一個(gè)帶多個(gè)detail數(shù)據(jù)的order記錄，并把對(duì)應(yīng)的Order和OrderDetails信息插入數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。測(cè)試方法通過插入一個(gè)order表頭和不同的details來進(jìn)行。

測(cè)試工具

　　基于我們的測(cè)試目的，我們使用application Center Test(ACT)，它適合用于對(duì)Web服務(wù)器進(jìn)行壓力測(cè)試，并分析Web程序的性能和擴(kuò)展性問題。Web程序就包括ASP頁面和它們使用的組件。要了解更多關(guān)于創(chuàng)建和運(yùn)行測(cè)試的方法，請(qǐng)參考ACT documentation。使用ACT來測(cè)試Web服務(wù)器中的不同數(shù)據(jù)訪問技術(shù)是很適合的，因?yàn)樗峁┝撕芏嘤杏玫墓δ軄硗瓿蓽y(cè)試。首先，它可以通過打開多個(gè)對(duì)服務(wù)器的連接和快速發(fā)送HTTP請(qǐng)求來模擬一大組客戶并發(fā)操作。其次，它也允許我們建立真實(shí)的測(cè)試環(huán)境，在其中我們可以使用有一系列隨機(jī)參數(shù)調(diào)用同樣的一個(gè)方法。這是一個(gè)很重要的功能，因?yàn)橛脩舨粦?yīng)該反復(fù)地利用同樣的參數(shù)調(diào)用同樣的方法。另一個(gè)更重要的功能就是，Application Center Test會(huì)記錄測(cè)試結(jié)果，這些測(cè)試結(jié)果可以提供關(guān)于Web程序性能表現(xiàn)的最重要的信息。

　　雖然直接測(cè)試數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，而不是像我們這樣通過Web服務(wù)器來測(cè)試，會(huì)讓我們得到更好的吞吐量和響應(yīng)時(shí)間，但是在一個(gè)無狀態(tài)的環(huán)境下更接近真實(shí)的程序應(yīng)用環(huán)境。并且，因?yàn)槲覀兓旧鲜潜容^這些數(shù)據(jù)訪問技術(shù)的相對(duì)性能，在無狀態(tài)環(huán)境（也就是在Web服務(wù)器背后）中，測(cè)試的系統(tǒng)開銷在所有情況下都是一樣的。

　　我們之前討論的所有數(shù)據(jù)訪問技術(shù)都通過.NET Framework程序集進(jìn)行實(shí)施。使用ACT對(duì)程序集產(chǎn)生客戶負(fù)載，我們實(shí)現(xiàn)wrapper.aspx頁面，所有的客戶請(qǐng)求全部都送到這個(gè)界面，然后調(diào)用程序集。這些程序集中的方法實(shí)施了使用ADO.NET技術(shù)的數(shù)據(jù)操作。他們是一些簡(jiǎn)單的子過程，并不會(huì)向.aspx 頁面返回?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)從數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)行后，這些方法在記錄行中進(jìn)行迭代，然后把列值賦給本地變量。通過在讀取從ADO.NET對(duì)象中得到的數(shù)據(jù)時(shí)添加延遲，我們模擬使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一些處理操作時(shí)的開銷。

　　測(cè)試腳本使用Microsoft VBScript進(jìn)行編寫。根據(jù)在test script中執(zhí)行的具體方法，我們隨機(jī)化對(duì)不同的Customer或Order的請(qǐng)求。比如：

　　Dim URL　　Dim UB, LB　　' Set the upperbound for Orders list　　UB = 1000000　　' Set the lowerbound for Orders list　　LB = 1　　' Set the URL　　URL  = "http://myServer/DataAccessPerf/DataReader.aspx"　　' Use the Randomize funtion to initialize the Rnd function　　Randomize　　Test.SendRequest(URL & "?OrderId=" & int((UB – LB + 1)*Rnd + LB))機(jī)器配置

　　下面的表格對(duì)進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試臺(tái)配置進(jìn)行了一個(gè)概要總結(jié)：　　

　　表1.客戶機(jī)配置

　　表2. Web服務(wù)器配置

　　表3. 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器配置

性能測(cè)試結(jié)果

　　這里我們比較使用不同的數(shù)據(jù)訪問技術(shù)從數(shù)據(jù)庫獲取單個(gè)值的表現(xiàn)。

圖1. GetOrderStatus: 吞吐量和延遲

注解

• 所有的訪問都使用存儲(chǔ)過程。
• 在ExecuteScalar方式中，單個(gè)值使用command對(duì)象的ExecuteScalar方法返回。
• 在Output參數(shù)方式中，單個(gè)值作為command對(duì)象的一個(gè)output參數(shù)返回。
• 在DataReader方式中，DataReader用來獲取單個(gè)值。
• 在XmlReader方式中，指明了一個(gè)帶有FOR XML子句的SQL查詢來獲得單個(gè)值，這個(gè)值在XmlReader中以XML的形式保存。

　　如圖1所示，ExecuteScalar，Output Parameter和DataReader方法獲取單個(gè)值得性能表現(xiàn)在所有用戶負(fù)載范圍內(nèi)都很接近。

　　但ExecuteScalar方法比其它方法需要更少的代碼，因此，從代碼維護(hù)性的角度來說，是最好的選擇。

　　XMLReader方法與其它方法相比，會(huì)產(chǎn)生更低的尖峰吞吐量，并且包含了FOR XML查詢的存儲(chǔ)過程會(huì)比其它方法使用的存儲(chǔ)過程花費(fèi)更多的時(shí)間。

　　這里我們比較從數(shù)據(jù)庫獲取單行記錄時(shí)不同數(shù)據(jù)訪問技術(shù)的表現(xiàn)差異。

圖2. GetCustomer: 吞吐量和延時(shí)

注解：

• 所有方法采用存儲(chǔ)過程。
• 在Output參數(shù)方法中，單個(gè)行記錄通過command object的output參數(shù)集來返回。
• 在DataReader方法中，DataReader被用來獲取單行記錄。
• XmlReader方法使用一個(gè)帶FOR XML子句的SQL查詢來從數(shù)據(jù)庫中獲取一個(gè)行記錄，這條行記錄存儲(chǔ)以XML文件的形式存儲(chǔ)在XmlReader中。
• DataSet方法把單行記錄填充到DataSet中。

　　如圖2所示，Output參數(shù)和DataReader的方法在不同用戶負(fù)載范圍內(nèi)表現(xiàn)一致，并且產(chǎn)生比較好的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，均比另外兩種方法好。XmlReader方法在吞吐量和響應(yīng)時(shí)間方面表現(xiàn)稍微比DataSet好一些。

　　在XmlReader方法中，使用FOR XML的SQL查詢比其它方法要花更長(zhǎng)的執(zhí)行時(shí)間。

　　在這中情況下，DataSet對(duì)象的創(chuàng)建引起的系統(tǒng)開銷是導(dǎo)致了比較低的吞吐量的主要原因。

在這個(gè)部分，我們比較讀取多行記錄時(shí)（各數(shù)據(jù)訪問技術(shù)的）性能表現(xiàn)。我們分別進(jìn)行返回結(jié)果集有100行，500行，1000行記錄的測(cè)試，以觀察數(shù)據(jù)返回量對(duì)性能的影響。

圖 3. GetCustomers (Customers=100): 吞吐量和延時(shí)

注解：

• 所有方法采用存儲(chǔ)過程。
• 在DataReader方法中，DataReader被用來獲取多行記錄。
• XmlReader方法使用一個(gè)帶FOR XML子句的SQL查詢來從數(shù)據(jù)庫中獲取行記錄，這些行記錄存儲(chǔ)以XML文件的形式存儲(chǔ)在XmlReader中。
• DataSet方法把行記錄填充到DataSet中。

　　正如你所預(yù)料的，從數(shù)據(jù)庫讀取更多地行記錄會(huì)降低每秒的請(qǐng)求數(shù)，因?yàn)樾枰幚砀嗟男杏涗?，并發(fā)送這些行記錄。

　　圖3顯示了DataReader方法的吞吐量幾乎比另外兩種方法大兩倍。DataSet和XmlReader方法的性能表現(xiàn)幾乎一樣，不過，在吞吐量方面，XmlReader比DataSet方法稍微好一點(diǎn)點(diǎn)。

圖4. GetCustomers (Customers=500): 吞吐量和延時(shí)