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组件性能建模与银行应用系统性能管理研究

田志斌

  认识和掌握性能模型可为应用软件的优化设计和合理部署提供依据。性能模型所反映的是系统性能的本质特征,针对系统性能模型的研究正在被越来越多的科研机构、软件开发厂商和作为用户单位的大型商业机构所重视。商业银行的经营管理活动高度依赖于计算机系统,对应用系统性能分析、性能管理方法的改进有实际需求。目前虽然已有许多涉及计算机系统性能建模的研究文献,但由于组件层级性能特征表示的准确性、指标设计的合理性、分析方法的实用性等方面原因,这些研究成果还难以应用到银行应用系统性能管理实践。 本文首先分析了银行系统中交易请求性能需求的差异性。在资源有限的情况下,为了保证对高优先级请求的服务效率并考虑到银行交易处理过程中断的复杂性,提出了包含两类优先请求的非抢占优先排队算法(Non-preemptive priority M/M/1 with2-class workloads)。通过对请求离去时刻系统状态嵌入Markov链的分析,推导出高优先级请求在分类场景中的平均等待队长和响应时间指标。设计开发了此类组件的性能仿真系统,仿真设计采用单线程循环调度算法实现对多服务程序组件的仿真,仿真系统将交易处理结束时刻系统状态Markov序列输出到仿真日志,通过日志分析,可统计出低优先级或高优先级请求到达强度发生变化时,两类请求性能指标的变化规律及相互影响等更全面的指标,仿真系统可用于分析非稳态和具有多服务程序组件。 其次,分析了目前银行系统在单一平台上部署多个应用的实际需求。对于具有服务程序闲置等待超时退出机制的组件,将服务程序的启动过程、结束过程、未启动过程表示为休假期,基于离散时间休假排队Geom/G/1,建立了服务程序生命周期调度策略,推导了系统中服务请求数量、等待时间性能指标。设计开发了此类组件在多服务程序配置下的性能仿真系统,仿真系统可帮助分析非稳态、具有一般到达和服务规律的组件性能指标,能够为合理配置服务程序超时控制参数提供依据。 第三,分析了集群环境部署多个应用的实际需求,提出了服务请求在低负载期的非均衡调度策略,可改进组件使用集群或单节点系统资源的方式。基于工作休假排队Geom/G/1(WV),建立了基于该算法的双节点集群性能分析模型,推导了系统中服务请求数量、等待时间、两种服务模式有效工作时间等性能指标的分布。设计开发的仿真系统可将交易处理结束时刻系统状态Markov链输出到仿真日志,仿真日志还记录了节点切换过程信息。通过日志分析,可统计出集群系统请求队列、处理中的消息数均值,两种服务模式工作周期分布、切换次数等指标。 在上述组件性能建模基础上,通过分析某大型商业银行IT系统性能管理流程,提出以性能模型为核心目标,以架构解析、压力测试、性能优化为主要内容的性能管理改进建议,结合具体案例,对如何改进这些性能管理关键任务进行了论述。通过整合这些相互关联且贯穿于软件生命周期全程的任务,逐步实现对系统整体性能模型的认识,从而提高商业银行系统性能管理水平。……   
[关键词]:系统架构;性能模型;优先级排队;休假排队;工作休假排队;系统仿真;性能管理
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:燕山大学2011年
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