[转帖]测试您的DB2数据库:用JMeter测量性能

浙江雁荡山

作者 Kulvir Singh Bhogal 介绍了一个叫作 JMeter 的开放源代码工具，该工具可以测量 DB2 Universal Database 的查询性能和吞吐量。 

　　简介
　　在 当今快节奏的世界中，只是完成工作是不够的。完成工作，并且要以最简便的方式完成工作，这才是关键。数据库世界也不能幸免这种对性能的渴求。客户希望能够 迅速而有效地保存和提取其数据。在许多场合设置中，IBM 的 ® DB2® Universal Database TM 都拥有领先的性能跟踪记录，领先于众多的数据库竞争对手。
　　不 幸的是，由于数据库或者配置中的某些设计缺陷，许多 DB2 用户可能无法获得 DB2 性能的所有益处。有许多关于 DB2 性能调整的文章和论文，DB2 中也有许多能够进行深入分析的好工具。我将在这篇文章中介绍一个工具 —— Apache 的 JMeter，这是另外一个可以添加到您的工具箱中的工具，它可以帮助您了解数据库的性能，还能帮助您进行模拟测试。

　　关于 Apache JMeter
　　JMeter 是 Apache Jakarta 项目麾下的一个产品。JMeter 是基于 Java TM Swing 的桌面应用程序，是为进行负载测试、测量系统性能而设计的。最初，它是为测试 Web 应用程序而设计的。但是它后来进行了扩展，现在您已经可以用它来测试关系数据库了（通过 JDBC TM）。在 JMeter 的官方站点 http://jakarta.apache.org/jmeter/ 上，您可以了解关于它的更多内容。
　　利 用 JMeter，您可以确保您的数据库可以满足某些指标（例如能够处理一定数量的并发用户）。模拟测试是成功项目的关键。JMeter 可以针对 DB2 模拟出繁重的负载。这可以通过 JMeter 的多线程框架来实现。JMeter 的多线程框架允许大量线程进行并发采样。正如您将在本文后面看到的，JMeter 能为您提供图形化的反馈。

　　获得 JMeter 并设置您的测试环境
　　您可以从 http://jakarta.apache.org/builds/jakarta-jmeter/release/ 下载 JMeter 的最新发行版。在我撰写这篇文章时，最新的 JMeter 版本是 1.8。JMeter 要求在 Sun 的 JDK1.4（或者更高）环境中工作。IBM JDK（指当前版本）似乎与 JMeter 不兼容。JMeter 已经在各种 UNIX® 变体 (包括 Solaris 和 Linux) 和 Windows®（98®、NT® 和 2000®）上通过了测试。
　　为了方便我们对 DB2 进行的 JDBC 测试，需要把 DB2 的 JDBC 驱动程序复制到 <jmeter 安装目录>\jakarta-jmeter\lib 目录下。对于 DB2 8.1 ，在默认安装情况下，DB2 驱动程序的位置是 c:\program files\ibm\sqllib\java\db2java.zip。奇怪的是，如果 DB2 的 JDBC 驱动程序以 zip 文件命名，JMeter 将找不到 DB2 的 JDBC 驱动程序。要解决这个问题，您必须将文件名更改为 .JAR 文件。您可以把 lib 目录中的文件改名为 db2java.jar。另一方面，如果想测试 DB2 8.1 Java Common Client (JCC) 驱动程序，只需将 db2jcc.jar文件复制到 JMeter 的 lib 目录下即可（不用更改名称）。
　　在沙箱中放沙子
　　在我们开始使用 JMeter 之前，我们需要建立一个有一些测试数据的数据库。

• 在 DB2 的命令行处理器中输入以下内容：

  create db loaddb

  
  
• 连接 loaddb 数据库，如下所示：

  connect to loaddb user db2admin using db2admin

  
  
• 建立一个表，保存我们的测试数据：

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

  
  
• 用大量记录填充表，这样我们才能用 JMeter 来测试查询性能。我用了一个小小的 JDBC 程序来完成这项工作，在清单1中可以看到它，该程序将在可装入表中插入 30,000 条记录。然后编译并执行这段代码，用测试数据填充可装入表。
  

　　清单 1. 将记录插入数据库 

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();     }   } }

　　现在我们有了相当数量的记录，让我们用 JMeter 来测试一下查询性能。

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();     }   } }

　　现在我们有了相当数量的记录，让我们用 JMeter 来测试一下查询性能。

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• 快乐的鱼 (2006-6-10 07:12:01)
  　　进入 JMeter
  　　要启动 JMeter，需要运行 <jmeter 安装目录 >\jakarta-jmeter\bin 目录下的 jmeter.bat 文件。
  　　当启动 JMeter 时，您会看到一个主屏幕，屏幕左边有一个面板，其中还没有定义测试计划（参见 图 1）。在 JMeter 中，一个测试计划是由一个或多个线程组构成的。线程代表模拟用户， 线程组（thread group）是一组模拟用户。
  
  图 1. JMeter 的主屏幕
  
  　　让我们从建立线程组开始。方法是右击 TestPlan 节点，选择 Add => Thread Group。参见 图 2。
  
  图 2. 添加线程组
  
  　　在下一个屏幕中（参见 图 3），您可以定义测试中所要包含的线程或模拟用户的数量。 等候周期（Ramp-Up Period）指 定了 JMeter 在向数据库暴露模拟用户之前应当等待的时间。例如，如果我们有 30 个模拟用户，等候周期为15秒，那么我们就会每秒向数据库暴露 2 个用户(30 个用户/15 秒)。如果将等候周期设置为 0，JMeter 会自动一次启动所有模拟用户。循环计数（Loop Count）指定了 JMeter 要重复测试的次数。在这个屏幕中，还可以修改我们的线程组名称。接下来按 图 3 所示输入设置，这将为我们提供 30 个同时启动的用户。该测试将运行 100 次。
  
  图 3. 线程组的设置
   
  　　
  与数据库对话
  　　现在，我们将指定如何与 DB2 UDB 通信。我们要以 JDBC 请求的形式与 DB2 UDB 进行通信。右击刚才建立的线程组（ DB2 Test），选择 Add => Sampler => JDBC Request。
  
  图 4. 设置 JDBC 连接
  
  　　然 后，您将看到一个屏幕，我们可以在其中设置一些只与 DB2 有关的信息，这样才能与我们的 DB2 数据库进行对话。这些信息包括：JDBC URL、JDBC 驱动程序，以及我们的用户名和口令。在这个屏幕上， 我们还可以指定有关连接池的信息，以及想要应用到数据库上的 SQL 查询。
  　　接下来，我们使用 图 5 所示的值进行测试。对于那些不太熟悉连接池的读者来说，连接池就是一组数据库连接的维护，以便应用程序重复使用。数据库连接池在 Web 环境中很常见，因为 Web 用户连接、断开连接非常频繁。在数据库世界中，获得数据库连接是一项昂贵的操作。我们必须建立连接、维持连接，然后在操作完成的时候断开连接。利用 JMeter，我们可以分析连接池的优势。
  
  图 5. 指定数据库的连接信息
   
  　　用监听器监听结果
  　　这时，我们真正定义了一个 JMeter 测试，它将测试我们的 DB2 数据库。此时我们面临的问题是没有办法看到测试结果。为了解决这个问题，请右击 JDBC Request，然后选择 Add => Listener => Graph Results ，如下图所示：
  
  图 6. 指定图形化结果
  
  
• 快乐的鱼 (2006-6-10 07:14:32)
  　　进入 JMeter
  　　要启动 JMeter，需要运行 <jmeter 安装目录 >\jakarta-jmeter\bin 目录下的 jmeter.bat 文件。
  　　当启动 JMeter 时，您会看到一个主屏幕，屏幕左边有一个面板，其中还没有定义测试计划（参见 图 1）。在 JMeter 中，一个测试计划是由一个或多个线程组构成的。线程代表模拟用户， 线程组（thread group）是一组模拟用户。
  
  图 1. JMeter 的主屏幕
  
  　　让我们从建立线程组开始。方法是右击 TestPlan 节点，选择 Add => Thread Group。参见 图 2。
  
  图 2. 添加线程组
  
  　　在下一个屏幕中（参见 图 3），您可以定义测试中所要包含的线程或模拟用户的数量。 等候周期（Ramp-Up Period）指 定了 JMeter 在向数据库暴露模拟用户之前应当等待的时间。例如，如果我们有 30 个模拟用户，等候周期为15秒，那么我们就会每秒向数据库暴露 2 个用户(30 个用户/15 秒)。如果将等候周期设置为 0，JMeter 会自动一次启动所有模拟用户。循环计数（Loop Count）指定了 JMeter 要重复测试的次数。在这个屏幕中，还可以修改我们的线程组名称。接下来按 图 3 所示输入设置，这将为我们提供 30 个同时启动的用户。该测试将运行 100 次。
  
  图 3. 线程组的设置
   
  　　
  与数据库对话
  　　现在，我们将指定如何与 DB2 UDB 通信。我们要以 JDBC 请求的形式与 DB2 UDB 进行通信。右击刚才建立的线程组（ DB2 Test），选择 Add => Sampler => JDBC Request。
  
  图 4. 设置 JDBC 连接
  
  　　然 后，您将看到一个屏幕，我们可以在其中设置一些只与 DB2 有关的信息，这样才能与我们的 DB2 数据库进行对话。这些信息包括：JDBC URL、JDBC 驱动程序，以及我们的用户名和口令。在这个屏幕上， 我们还可以指定有关连接池的信息，以及想要应用到数据库上的 SQL 查询。
  　　接下来，我们使用 图 5 所示的值进行测试。对于那些不太熟悉连接池的读者来说，连接池就是一组数据库连接的维护，以便应用程序重复使用。数据库连接池在 Web 环境中很常见，因为 Web 用户连接、断开连接非常频繁。在数据库世界中，获得数据库连接是一项昂贵的操作。我们必须建立连接、维持连接，然后在操作完成的时候断开连接。利用 JMeter，我们可以分析连接池的优势。
  
  图 5. 指定数据库的连接信息
   
  
• 快乐的鱼 (2006-6-10 07:15:31)
  　　用监听器监听结果
  　　这时，我们真正定义了一个 JMeter 测试，它将测试我们的 DB2 数据库。此时我们面临的问题是没有办法看到测试结果。为了解决这个问题，请右击 JDBC Request，然后选择 Add => Listener => Graph Results ，如下图所示：
  
  图 6. 指定图形化结果
   
  　　把您的脚放在 JMeter 的踏板上
  　　现在是启动 JMeter 测试的时候了。从主菜单中选择 Run ，然后选择 Start，如 图 7 所示。
  
  图 7. 启动测试
  
  　　请注意在屏幕右上角闪亮的屏幕区域。这个区域表明测试正在运行。在这个时候，您应当看到，图形被有关信息填充，信息的内容是执行指定查询所需要的时间（平均时间）（参见 图 8）。
  
  图 8. 进行测试时以图形方式显示结果
  
  　　您可能会考虑采用更多并发用户（线程组中的线程），来查看增加用户负载对于执行相同查询的平均时间的影响。您可能要给查询所涉及的字段添加索引，然后实际查看索引为具体数据库环境带来的好处。
  　　JMeter 允许您通过使用 File => Save Test Plan 保存测试计划，从而指定保存 JMeter 测试计划的位置。
  
  　　JMeter 真的在工作吗？
  　　不幸的是，JMeter 的错误报告功能不那么强大。实际上，在我使用这个工具的时候，我以为错误报告功能起作用，而实际上它没有。因此，您应当考虑使用 断言（assertions）特性。断言允许 JMeter 用户审核数据库服务器的响应，并“断言”响应中确实存在某项数据。
  　　在我们进行断言之前，需要知道我们想从查询中得到什么结果。我们可以在命令行处理器中运行查询，得到我们想要的结果，如 图 9 所示。
  
  图 9. 示例查询
  
  　　要添加断言，需要右击 JDBC Request，然后选择 Add => Assertions => Response Assertion，如 图 10所示。
  
  图 10. 添加断言
  
  　　您可以在该屏幕中添加文本断言。单击 Add ，然后在 Patterns to Test 字段中添加文本 Col1Test-20015 ，因为我们知道在返回结果中应当包含该文本（参见 图 11）。
  
  图 11. 将文本添加到测试中
  
  　　现在，我们要添加一个监听器，以监听响应断言。右击 JDBC Request，然后选择 Add => Listener => Assertion Results，如 图 12所示。
  
  图 12. 添加断言监听器
  
  　　这样您就可以看到断言结果屏幕（ 图 13），您甚至可以在该屏幕中指定一个数据文件，把断言数据写入数据文件。
  
  图 13. 断言结果屏幕
  
  　　现在，当您运行测试对象的时候，您应该看到用否定或肯定断言填充的断言结果屏幕，是肯定还是否定则取决于是否满足断言中的条件。
  　　图 14 显示的是成功的断言
  
  图 14. 断言测试为肯定时的结果
  
  　　如果修改断言，查找 Col1Test-40000 （我们知道数据库数据中没有这个文本），那么我们将得到类似 图 15所示的屏幕。
  
  图 15. 断言测试结果为否定时的结果
   
  　　结束语
  　　可 以利用 JMeter 在系统、服务器和网络上模拟繁重的负载。本文中，我们用 JMeter 分析了 DB2 数据库的查询性能。我们只触及到 JMeter 功能中很表面的部分。可以用 JMeter 来建立相当复杂却很有意义的测试计划。JMeter 会以图形和活动曲线的形式，快速提供关于系统性能的可视反馈。您可以用 JMeter 提供的数据来确保能够在调整您的企业运作的情况下获得最佳性能。
  　　致谢
  　　感谢 IBM 多伦多实验室的 Larry Menard 和 Robert，感谢他们在 JDBC 上的专长，以及他们对本文的帮助。
  　　关于作者