測試您的DB2資料庫:用JMeter測量效能

級別: 初級

Kulvir Singh Bhogal， IBM 電子商務顧問， Austin， TX

2004 年 11 月 01 日

    作者 Kulvir Singh Bhogal 介紹了一個叫作 JMeter 的開放原始碼工具，該工具可以測量 DB2 Universal Database 的查詢效能和吞吐量。

簡介

在當今快節奏的世界中，只是完成工作是不夠的。完成工作，並且要以最簡便的方式完成工作，這才是關鍵。資料庫世界也不能倖免這種對效能的渴求。客戶希望能夠迅速而有效地儲存和提取其資料。在許多場合設定中，IBM 的 ® DB2® Universal Database TM 都擁有領先的效能跟蹤記錄，領先於眾多的資料庫競爭對手。

不幸的是，由於資料庫或者配置中的某些設計缺陷，許多 DB2 使用者可能無法獲得 DB2 效能的所有益處。有許多關於 DB2 效能調整的文章和論文，DB2 中也有許多能夠進行深入分析的好工具。我將在這篇文章中介紹一個工具 —— Apache 的 JMeter，這是另外一個可以新增到您的工具箱中的工具，它可以幫助您瞭解資料庫的效能，還能幫助您進行模擬測試。

關於 Apache JMeter

JMeter 是 Apache Jakarta 專案麾下的一個產品。JMeter 是基於 Java TM Swing 的桌面應用程式，是為進行負載測試、測量系統效能而設計的。最初，它是為測試 Web 應用程式而設計的。但是它後來進行了擴充套件，現在您已經可以用它來測試關聯式資料庫了（通過 JDBC TM）。在 JMeter 的官方站點http://jakarta.apache.org/jmeter/上，您可以瞭解關於它的更多內容。

利用 JMeter，您可以確保您的資料庫可以滿足某些指標（例如能夠處理一定數量的併發使用者）。模擬測試是成功專案的關鍵。JMeter 可以針對 DB2 模擬出繁重的負載。這可以通過 JMeter 的多執行緒框架來實現。JMeter 的多執行緒框架允許大量執行緒進行併發取樣。正如您將在本文後面看到的，JMeter 能為您提供圖形化的反饋。

獲得 JMeter 並設定您的測試環境

您可以從http://jakarta.apache.org/builds/jakarta-jmeter/release/下載 JMeter 的最新發行版。在我撰寫這篇文章時，最新的 JMeter 版本是 1.8。JMeter 要求在 Sun 的 JDK1.4（或者更高）環境中工作。IBM JDK（指當前版本）似乎與 JMeter 不相容。JMeter 已經在各種 UNIX® 變體 (包括 Solaris 和 Linux) 和 Windows®（98®、NT® 和 2000®）上通過了測試。

為了方便我們對 DB2 進行的 JDBC 測試，需要把 DB2 的 JDBC 驅動程式複製到 <jmeter 安裝目錄>jakarta-jmeterlib 目錄下。對於 DB2 8.1 ，在預設安裝情況下，DB2 驅動程式的位置是 c:program filesibmsqllibjavadb2java.zip。奇怪的是，如果 DB2 的 JDBC 驅動程式以 zip 檔案命名，JMeter 將找不到 DB2 的 JDBC 驅動程式。要解決這個問題，您必須將檔名更改為 .JAR 檔案。您可以把 lib 目錄中的檔案改名為 db2java.jar。另一方面，如果想測試 DB2 8.1 Java Common Client (JCC) 驅動程式，只需將 db2jcc.jar檔案複製到 JMeter 的 lib 目錄下即可（不用更改名稱）。

在沙箱中放沙子

在我們開始使用 JMeter 之前，我們需要建立一個有一些測試資料的資料庫。

    在 DB2 的命令列處理器中輸入以下內容：

    
    create db loaddb

    連線 loaddb 資料庫，如下所示：

    
    connect to loaddb user db2admin using db2admin

    建立一個表，儲存我們的測試資料：

    
    create table loadtable (col1 varchar(25) not null，
    col2 varchar(25) not null，
    col3 varchar(25) not null)

    用大量記錄填充表，這樣我們才能用 JMeter 來測試查詢效能。我用了一個小小的 JDBC 程式來完成這項工作，在清單1中可以看到它，該程式將在可裝入表中插入 30，000 條記錄。然後編譯並執行這段程式碼，用測試資料填充可裝入表。

清單 1. 將記錄插入資料庫

 
package com.ibm.jmetertest;
import java.sql.*;
 
public class JMeterPopulator
{
  public static void main(String[] args)
  {
    try
    {
      Class.forName("COM.ibm.db2.jdbc.app.DB2Driver");
 String dbName = "loaddb";
 String url = "jdbc:db2:" + dbName;
 String userName = "db2admin";
 String password = "db2admin";
 Connection con
          = DriverManager.getConnection(url，userName， password);
 int numOfTestRecords = 30000;
 PreparedStatement statement
          = con.prepareStatement("INSERT INTO LOADTABLE VALUES(?，?，?)");
 for (int i =0; i<numOfTestRecords; i++)
 {
   statement.setString(1，"Col1Test-" + i);
   statement.setString(2，"Col2Test-" + i);
   statement.setString(3，"Col3Test-" + i);
   statement.executeUpdate();
   System.out.println(i);
 }
    }
    catch(Exception e)
    {
       System.out.println("An error has occurred: " + e.toString());
       e.printStackTrace();
    }
  }
}
現在我們有了相當數量的記錄，讓我們用 JMeter 來測試一下查詢效能。

進入 JMeter

要啟動 JMeter，需要執行 <jmeter 安裝目錄 >jakarta-jmeterin 目錄下的 jmeter.bat 檔案。

當啟動 JMeter 時，您會看到一個主螢幕，螢幕左邊有一個皮膚，其中還沒有定義測試計劃（參見 圖 1）。在 JMeter 中，一個測試計劃是由一個或多個執行緒組構成的。執行緒代表模擬使用者， 執行緒組（thread group）是一組模擬使用者。

圖 1. JMeter 的主螢幕

讓我們從建立執行緒組開始。方法是右擊 TestPlan 節點，選擇 Add => Thread Group。參見 圖 2。

圖 2. 新增執行緒組

在下一個螢幕中（參見 圖 3），您可以定義測試中所要包含的執行緒或模擬使用者的數量。 等候週期（Ramp-Up Period）指定了 JMeter 在向資料庫暴露模擬使用者之前應當等待的時間。例如，如果我們有 30 個模擬使用者，等候週期為15秒，那麼我們就會每秒向資料庫暴露 2 個使用者(30 個使用者/15 秒)。如果將等候週期設定為 0，JMeter 會自動一次啟動所有模擬使用者。迴圈計數（Loop Count）指定了 JMeter 要重複測試的次數。在這個螢幕中，還可以修改我們的執行緒組名稱。接下來按 圖 3 所示輸入設定，這將為我們提供 30 個同時啟動的使用者。該測試將執行 100 次。

圖 3. 執行緒組的設定

與資料庫對話

現在，我們將指定如何與 DB2 UDB 通訊。我們要以 JDBC 請求的形式與 DB2 UDB 進行通訊。右擊剛才建立的執行緒組（ DB2 Test），選擇 Add => Sampler => JDBC Request。

然後，您將看到一個螢幕，我們可以在其中設定一些只與 DB2 有關的資訊，這樣才能與我們的 DB2 資料庫進行對話。這些資訊包括：JDBC URL、JDBC 驅動程式，以及我們的使用者名稱和口令。在這個螢幕上， 我們還可以指定有關連線池的資訊，以及想要應用到資料庫上的 SQL 查詢。

接下來，我們使用 圖 5 所示的值進行測試。對於那些不太熟悉連線池的讀者來說，連線池就是一組資料庫連線的維護，以便應用程式重複使用。資料庫連線池在 Web 環境中很常見，因為 Web 使用者連線、斷開連線非常頻繁。在資料庫世界中，獲得資料庫連線是一項昂貴的操作。我們必須建立連線、維持連線，然後在操作完成的時候斷開連線。利用 JMeter，我們可以分析連線池的優勢。

圖 5. 指定資料庫的連線資訊

用監聽器監聽結果

這時，我們真正定義了一個 JMeter 測試，它將測試我們的 DB2 資料庫。此時我們面臨的問題是沒有辦法看到測試結果。為了解決這個問題，請右擊 JDBC Request，然後選擇 Add => Listener => Graph Results ，如下圖所示：

圖 6. 指定圖形化結果

把您的腳放在 JMeter 的踏板上

現在是啟動 JMeter 測試的時候了。從主選單中選擇 Run ，然後選擇 Start，如 圖 7 所示。

圖 7. 啟動測試

請注意在螢幕右上角閃亮的螢幕區域。這個區域表明測試正在執行。在這個時候，您應當看到，圖形被有關資訊填充，資訊的內容是執行指定查詢所需要的時間（平均時間）（參見 圖 8）。

圖 8. 進行測試時以圖形方式顯示結果

您可能會考慮採用更多併發使用者（執行緒組中的執行緒），來檢視增加使用者負載對於執行相同查詢的平均時間的影響。您可能要給查詢所涉及的欄位新增索引，然後實際檢視索引為具體資料庫環境帶來的好處。

JMeter 允許您通過使用 File => Save Test Plan 儲存測試計劃，從而指定儲存 JMeter 測試計劃的位置。

JMeter 真的在工作嗎？

不幸的是，JMeter 的錯誤報告功能不那麼強大。實際上，在我使用這個工具的時候，我以為錯誤報告功能起作用，而實際上它沒有。因此，您應當考慮使用 斷言（assertions）特性。斷言允許 JMeter 使用者稽核資料庫伺服器的響應，並“斷言”響應中確實存在某項資料。

在我們進行斷言之前，需要知道我們想從查詢中得到什麼結果。我們可以在命令列處理器中執行查詢，得到我們想要的結果，如 圖 9 所示。

圖 9. 示例查詢

要新增斷言，需要右擊 JDBC Request，然後選擇 Add => Assertions => Response Assertion，如 圖 10所示。

圖 10. 新增斷言

您可以在該螢幕中新增文字斷言。單擊 Add ，然後在 Patterns to Test 欄位中新增文字 Col1Test-20015 ，因為我們知道在返回結果中應當包含該文字（參見 圖 11）。

圖 11. 將文字新增到測試中

現在，我們要新增一個監聽器，以監聽響應斷言。右擊 JDBC Request，然後選擇 Add => Listener => Assertion Results，如 圖 12所示。

圖 12. 新增斷言監聽器

這樣您就可以看到斷言結果螢幕（ 圖 13），您甚至可以在該螢幕中指定一個資料檔案，把斷言資料寫入資料檔案。

現在，當您執行測試物件的時候，您應該看到用否定或肯定斷言填充的斷言結果螢幕，是肯定還是否定則取決於是否滿足斷言中的條件。

圖 14 顯示的是成功的斷言

圖 14. 斷言測試為肯定時的結果

如果修改斷言，查詢 Col1Test-40000 （我們知道資料庫資料中沒有這個文字），那麼我們將得到類似 圖 15所示的螢幕。

圖 15. 斷言測試結果為否定時的結果

結束語

可以利用 JMeter 在系統、伺服器和網路上模擬繁重的負載。本文中，我們用 JMeter 分析了 DB2 資料庫的查詢效能。我們只觸及到 JMeter 功能中很表面的部分。可以用 JMeter 來建立相當複雜卻很有意義的測試計劃。JMeter 會以圖形和活動曲線的形式，快速提供關於系統效能的可視反饋。您可以用 JMeter 提供的資料來確保能夠在調整您的企業運作的情況下獲得最佳效能。

致謝

感謝 IBM 多倫多實驗室的 Larry Menard 和 Robert，感謝他們在 JDBC 上的專長，以及他們對本文的幫助。

Kulvir Singh Bhogal 是 IBM 的一名顧問，負責在全國各地的客戶站點上開發和實現以 Java 為中心的解決方案。您可以通過 Kulvir 的電子郵件kbhogal@us.ibm.com和他聯絡。