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）

簡介

　　數(shù)據(jù)訪問方式的架構(gòu)選擇會對程序的性能、擴展性、可維護性和易用性帶來影響。這篇文章的重點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。在這些比較當中，會在一定的用戶負載范圍內(nèi)對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)文章當中。這些例子包括了使用ADO.NET訪問單個值，單行，多行和層次數(shù)據(jù)。

測試場景

　　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)訪問中的對象構(gòu)造和對象填充會帶來很大的系統(tǒng)開銷。比如，使用ADO.NET的DataSet進行實例和填充操作就比使用DataReader或XMLReader進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)對數(shù)據(jù)庫造成的負載情況是不一樣的。比如，應(yīng)用程序讀取數(shù)據(jù)時，DataSet和DataReader使用的連接方式是不一樣的。使用存儲過程的數(shù)據(jù)訪問技術(shù)就比使用動態(tài)SQL表達式的方式要少一些數(shù)據(jù)庫的工作負荷。關(guān)系型數(shù)據(jù)與XML之間的轉(zhuǎn)化對服務(wù)器資源的使用也與此類似。

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

　　通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也是一個關(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)用當中常用的操作，比如獲取一個客戶列，查詢一個客戶的相關(guān)訂單或者插入一個訂單，來比較ADO.NET的不同的數(shù)據(jù)訪問技術(shù)。為了使測試更加可靠，數(shù)據(jù)庫加載了超過100,000行的客戶賬號，一百萬行訂單（每個客戶10個訂單）和超過五百萬行的訂單細節(jié)（每個訂單有5個細節(jié)）。這些數(shù)據(jù)存在一個SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫當中，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OrderId，然后返回一個表示這個訂單狀態(tài)的整型。

　　GetCustomer方法接受一個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CustomerId和一個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。

　　我們在一大堆具有不同頁數(shù)的客戶記錄中執(zhí)行帶分頁的測試。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應(yīng)的細節(jié)。這個方法接受一個OrderId和一個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的記錄當中，最上面的n行記錄將被讀取到。

　　我們在一大堆具有不同頁數(shù)的客戶記錄中執(zhí)行帶分頁的測試。這些客戶記錄的頁數(shù)分別為：10個訂單（50個細節(jié)），50個訂單（250個細節(jié)）和100個訂單（500個細節(jié)）。

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

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

　　InsertOrder方法接受的數(shù)據(jù)，包含了一個帶多個detail數(shù)據(jù)的order記錄，并把對應(yīng)的Order和OrderDetails信息插入數(shù)據(jù)庫當中。測試方法通過插入一個order表頭和不同的details來進行。

測試工具

　　基于我們的測試目的，我們使用application Center Test(ACT)，它適合用于對Web服務(wù)器進行壓力測試，并分析Web程序的性能和擴展性問題。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)建和運行測試的方法，請參考ACT documentation。使用ACT來測試Web服務(wù)器中的不同數(shù)據(jù)訪問技術(shù)是很適合的，因為它提供了很多有用的功能來完成測試。首先，它可以通過打開多個對服務(wù)器的連接和快速發(fā)送HTTP請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的測試環(huán)境，在其中我們可以使用有一系列隨機參數(shù)調(diào)用同樣的一個方法。這是一個很重要的功能，因為用戶不應(yīng)該反復(fù)地利用同樣的參數(shù)調(diào)用同樣的方法。另一個更重要的功能就是，Application Center Test會記錄測試結(jié)果，這些測試結(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)器來測試，會讓我們得到更好的吞吐量和響應(yīng)時間，但是在一個無狀態(tài)的環(huán)境下更接近真實的程序應(yīng)用環(huán)境。并且，因為我們基本上是比較這些數(shù)據(jù)訪問技術(shù)的相對性能，在無狀態(tài)環(huán)境（也就是在Web服務(wù)器背后）中，測試的系統(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程序集進行實施。使用ACT對程序集產(chǎn)生客戶負載，我們實現(xiàn)wrapper.aspx頁面，所有的客戶請求全部都送到這個界面，然后調(diào)用程序集。這些程序集中的方法實施了使用ADO.NET技術(shù)的數(shù)據(jù)操作。他們是一些簡單的子過程，并不會向.aspx 頁面返回數(shù)據(jù)。當從數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)行后，這些方法在記錄行中進行迭代，然后把列值賦給本地變量。通過在讀取從ADO.NET對象中得到的數(shù)據(jù)時添加延遲，我們模擬使用這些數(shù)據(jù)進行一些處理操作時的開銷。

　　測試腳本使用Microsoft VBScript進行編寫。根據(jù)在test script中執(zhí)行的具體方法，我們隨機化對不同的Customer或Order的請求。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))機器配置

　　下面的表格對進行測試的測試臺配置進行了一個概要總結(jié)：　　

　　表1.客戶機配置

　　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過程。
• 在ExecuteScalar方式中，單個值使用command對象的ExecuteScalar方法返回。
• 在Output參數(shù)方式中，單個值作為command對象的一個output參數(shù)返回。
• 在DataReader方式中，DataReader用來獲取單個值。
• 在XmlReader方式中，指明了一個帶有FOR XML子句的SQL查詢來獲得單個值，這個值在XmlReader中以XML的形式保存。

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

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

　　XMLReader方法與其它方法相比，會產(chǎn)生更低的尖峰吞吐量，并且包含了FOR XML查詢的存儲過程會比其它方法使用的存儲過程花費更多的時間。

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

圖2. GetCustomer: 吞吐量和延時

注解：

• 所有方法采用存儲過程。
• 在Output參數(shù)方法中，單個行記錄通過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方法使用一個帶FOR XML子句的SQL查詢來從數(shù)據(jù)庫中獲取一個行記錄，這條行記錄存儲以XML文件的形式存儲在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的執(zhí)行時間。

　　在這中情況下，DataSet對象的創(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。

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

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

注解：

• 所有方法采用存儲過程。
• 在DataReader方法中，DataReader被用來獲取多行記錄。
• XmlReader方法使用一個帶FOR XML子句的SQL查詢來從數(shù)據(jù)庫中獲取行記錄，這些行記錄存儲以XML文件的形式存儲在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降低每秒的請求數(shù)，因為需要處理更多的行記錄，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方法稍微好一點點。

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