馬寧

摘 要：隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息管理系統(tǒng)在金融保險業(yè)中取得了廣泛應(yīng)用。然而隨著信息管理系統(tǒng)應(yīng)用的推廣，數(shù)據(jù)量會迅速增長，系統(tǒng)用戶也將不斷增加，功能需求會不斷發(fā)生變更，功能性異常、穩(wěn)定性不足、服務(wù)器效率性低下等問題不斷出現(xiàn)。這就需要對管理信息系統(tǒng)進(jìn)行問題收集、軟件質(zhì)量分析，針對存在的質(zhì)量問題提出解決方案以保證正常的生產(chǎn)活動。X保險公司核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)是一個大型金融保險類信息管理軟件平臺，已經(jīng)于2011年推廣上線。該平臺對功能模塊的高效性、穩(wěn)定性、功能準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時性、安全性都有著嚴(yán)苛的要求。

關(guān)鍵詞：信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 軟件質(zhì)量Informix Weblogic

一、課題研究背景及意義

隨著IT技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，計算機(jī)信息系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透、應(yīng)用于各個行業(yè)中。保險行業(yè)作為金融經(jīng)濟(jì)體系構(gòu)成的龍頭行業(yè)近年來快速發(fā)展壯大，保險業(yè)當(dāng)前管理的保險客戶數(shù)量、有效保單都以億計。因此，保險行業(yè)在信息化時代中若想保持穩(wěn)步、快速、持續(xù)地發(fā)展，在整個國民經(jīng)濟(jì)中繼續(xù)發(fā)揮重要作用，就必須借助信息技術(shù)的力量實現(xiàn)跨越轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。然而隨著信息技術(shù)日益廣泛、深入的應(yīng)用，由于系統(tǒng)設(shè)計缺陷、海量數(shù)據(jù)處理效率、系統(tǒng)安全性等原因帶來的系統(tǒng)問題也逐漸暴露并日益增多。

本課題以本人參與的一項大型核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)上線實施以及后期運(yùn)維、優(yōu)化工作作為研究對象，基于ISO9126模型的理論和方法，運(yùn)用操作系統(tǒng)監(jiān)控優(yōu)化、Java虛擬機(jī)優(yōu)化配置、WebLogic中間件的優(yōu)化配置、Informix數(shù)據(jù)庫優(yōu)化等方法和技術(shù)，綜合論述如何提高在線生產(chǎn)信息系統(tǒng)的系統(tǒng)性能、提升系統(tǒng)安全性、降低系統(tǒng)設(shè)計存缺陷，實現(xiàn)對系統(tǒng)優(yōu)化的過程改進(jìn)。

二、信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

（一）信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概念

信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是信息系統(tǒng)各要素按照確定關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)框架。信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主要包括信息系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)、信息資源結(jié)構(gòu)和軟件架構(gòu)等。在本課題中我們重點關(guān)注的是信息系統(tǒng)的軟件架構(gòu)。

信息系統(tǒng)的軟件架構(gòu)是信息系統(tǒng)中用來管理信息資源，面向企業(yè)業(yè)務(wù)和管理服務(wù)的軟件結(jié)構(gòu)，指應(yīng)用程序、技術(shù)和數(shù)據(jù)的相應(yīng)選擇和投資組合的定義，硬件、軟件和通訊的配置等[1]。

（二）X保險公司系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式分析

X保險公司核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，用戶通過web瀏覽器訪問X保險公司核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的F5負(fù)載均衡訪問地址，對于各類客戶請求服務(wù)器通過瀏覽器將處理結(jié)果反饋給用戶。

三、X保險公司軟件系統(tǒng)性能評價指標(biāo)體系

1.X保險公司軟件系統(tǒng)性能評價體系

X保險公司軟件系統(tǒng)性能評價指標(biāo)體系包括主機(jī)系統(tǒng)評價指標(biāo)和應(yīng)用軟件用戶體驗評價指標(biāo)兩部分。（1）主機(jī)系統(tǒng)評價指標(biāo)及評價方法：（2）應(yīng)用軟件用戶體驗評價指標(biāo)及評價方法：

2.X保險公司軟件系統(tǒng)性能評價指標(biāo)分析

（一） X保險公司核心系統(tǒng)質(zhì)量問題匯總

系統(tǒng)上線運(yùn)行兩年的時間內(nèi)，系統(tǒng)管理員通過對系統(tǒng)監(jiān)測、調(diào)研以及使用JIRA工具收集到的問題進(jìn)行分析，將X保險公司核心系統(tǒng)存在的主要問題歸類為：功能性問題、可靠性問題、效率性問題。

（二）導(dǎo)致X保險公司核心系統(tǒng)質(zhì)量問題的因素分析

1.功能性問題因素分析。導(dǎo)致軟件系統(tǒng)功能性問題的原因主要包括設(shè)計、開發(fā)、測試等方面的因素。功能性問題的產(chǎn)生，多是由于在軟件研發(fā)過程中錯誤的、不符合要求的編碼操作，引入了能夠?qū)е沦|(zhì)量問題的隱患并被傳遞下去而最終觸發(fā)。

X保險公司核心系統(tǒng)功能性質(zhì)量問題的產(chǎn)生存在2個主要因素：問題的引入和問題的傳遞。問題引入階段包括：項目需求、方案設(shè)計、代碼編寫；問題傳遞階段包括：審查、測試、評審驗收等。

2.可靠性、效率性問題因素分析

（1）操作系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)的應(yīng)用中，當(dāng)用戶或系統(tǒng)請求對某種資源的需求超過它的可用數(shù)量范圍時，就會出現(xiàn)資源瓶頸。

（2）Java虛擬機(jī)及應(yīng)用配置。①Java虛擬機(jī)介紹。②Java虛擬機(jī)垃圾回收機(jī)制（GC：Garbage Collection）：當(dāng)一個對象不再被引用的時候， JVM的一個系統(tǒng)級線程會自動釋放它占領(lǐng)的空間，以便空間被后來的新對象使用。

（3）中間件BEA weblogic。Weblogic 服務(wù)器集群將一組服務(wù)器整合到一起協(xié)同工作，以提供穩(wěn)定、高效、靈活的應(yīng)用服務(wù)品該。服務(wù)器集群對于客戶端的用戶提供統(tǒng)一、簡單的服務(wù)地址和端口；在后臺則管理了多臺服務(wù)器并行地為客戶提供服務(wù)，提高了系統(tǒng)的整體處理能力，具備了高可擴(kuò)展性和冗余能力。

（4）informix數(shù)據(jù)庫。Informix數(shù)據(jù)庫是美國InfomixSoftware公司研制的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。InforMix公司最初在關(guān)系式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）剛剛建立時推出的商業(yè)化數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品RDSQL就是領(lǐng)先于市場的，特別是在unix平臺上。 [2]。

（5）Sql Explain 命令。SQL 語句的性能對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。某條 SQL 語句性能低下，可能會導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能變差。Informix 11.5 中，提供了set explain 命令，用以監(jiān)控數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中 SQL 語句的性能。

（6）數(shù)據(jù)庫索引。索引可以優(yōu)化數(shù)據(jù)查詢效率，提升數(shù)據(jù)庫性能。建立合理的索引，可以通過掃描少量的索引頁和數(shù)據(jù)頁而取得結(jié)果，從而避免全表掃描。

（7）統(tǒng)計更新 （update statistics）。INFORMIX數(shù)據(jù)庫針對每個查詢操作制定優(yōu)化策略的依據(jù)是保存在sysmaster數(shù)據(jù)庫里的統(tǒng)計信息，主要包括記錄數(shù)量、記錄的長度、字段值的分布情況、索引情況等相關(guān)信息。根據(jù)以上信息，INFORMIX數(shù)據(jù)庫可以幫助查詢的執(zhí)行者制定出優(yōu)化的SQL 執(zhí)行策略，例如：數(shù)據(jù)表的查詢順序、索引的使用等。

四、X保險公司核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能性問題處理方法和改進(jìn)方案

（一）功能性問題處理方法

要解決軟件開發(fā)中由于黑箱開發(fā)方法導(dǎo)致項目失敗的問題，需要建立系統(tǒng)質(zhì)量審計制度，提升項目開發(fā)的透明度。高效的解決辦法是，企業(yè)的層面上建立一套SQA（軟件質(zhì)量保證）制度和小組。[3]

為解決由于版本測試不充分、發(fā)布異常等原因而導(dǎo)致的系統(tǒng)功能問題，X保險公司CCB改進(jìn)了版本測試、發(fā)布管理辦法?；贔irefly工具，對驗收測試、試點運(yùn)行、版本發(fā)布、補(bǔ)丁下發(fā)的流程的操作進(jìn)行了明確定義，規(guī)范了版本號命名規(guī)則，還對權(quán)限控制實施了更加管理。

（二）可靠性、效率性問題處理方法和改進(jìn)方案

1.可靠性、效率性問題改進(jìn)方案

X保險公司的可靠性、效率性問題的主要涉及操作系統(tǒng)、JVM、中間件、數(shù)據(jù)庫四個方面，因此相應(yīng)的改進(jìn)方案也主要從這四個方面提出。

2.操作系統(tǒng)性能優(yōu)化方案

結(jié)合X保險公司核心系統(tǒng)操作系統(tǒng)層面常見問題以及對以上監(jiān)控方法的描述，得到以下系統(tǒng)性能問題監(jiān)控、優(yōu)化的運(yùn)維改進(jìn)方案：

針對X保險公司核心系統(tǒng)各業(yè)務(wù)主機(jī)周期性出現(xiàn)主機(jī)空間不足而導(dǎo)致的服務(wù)異常問題，將系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)化，設(shè)計磁盤信息自動監(jiān)控、報警程序如下：

程序腳本中定義了監(jiān)控主機(jī)的IP地址、文件系統(tǒng)、監(jiān)控報警的兩個安全級別5Gb和2.5Gb，即avail不足5Gb時會發(fā)出WARNING警告、當(dāng)avail不足2.5Gb時會發(fā)出URGENT警告；警告由主機(jī)通過郵件發(fā)到管理員電子郵箱。

監(jiān)控程序通過crontab –e 命令設(shè)定為每天8時執(zhí)行一次。

針對X保險公司核心系統(tǒng)各業(yè)務(wù)主機(jī)在業(yè)務(wù)高峰時段經(jīng)常出現(xiàn)CPU idle值偏低的問題，根據(jù)的各主機(jī)操作系統(tǒng)運(yùn)行情況經(jīng)驗值，將系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)化，設(shè)計處理器運(yùn)行自動監(jiān)控、報警程序如下：

程序腳本中定義了監(jiān)控主機(jī)的IP地址、監(jiān)控報警的兩個安全級別70和50，即%idle不足70%時會發(fā)出WARNING警告、當(dāng)%idle不足50%時會發(fā)出URGENT警告；警告由主機(jī)通過郵件發(fā)到管理員電子郵箱。

監(jiān)控程序通過crontab –e 命令設(shè)定為每天的業(yè)務(wù)高峰時段9-17間，每半小時執(zhí)行一次。

文件碎片化是指文件無規(guī)則地分散在一個或多個磁盤上，讀取和更新這些文件需要多個磁盤頭運(yùn)動，延長了響應(yīng)時間。因此主機(jī)操作系統(tǒng)性能優(yōu)化方案中還包括使用 fsadm工具對文件系統(tǒng)進(jìn)行碎片整理：

每天21點對/home文件系統(tǒng)中的所有盤區(qū)和目錄進(jìn)行碎片整理。

3.JVM優(yōu)化方案

設(shè)置JVM參數(shù)的原則是要根據(jù)面臨的主要問題調(diào)整參數(shù)配置取值，從而得到解決問題最合適的配置。

A X保險公司核心系統(tǒng)JVM原配置結(jié)果

java –Xmx1800m –Xms1800m–Xss128k -XX：+UseParallelGC-XX：ParallelGCThreads=16。其他采取默認(rèn)設(shè)置。

–Xmx1800m –Xms1800m 配置盡量大的Java Heap來充分利用系統(tǒng)內(nèi)存，-Xms設(shè)置與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配內(nèi)存。

-Xss128k 降低默認(rèn)最大線程棧取值，盡量保證為進(jìn)程對虛擬內(nèi)存空間的需求

-XX：+UseParallelGC采用并行垃圾收集器收集年青代進(jìn)行。

-XX：ParallelGCThreads=16 減少垃圾收集線程的配置值，配置與處理器數(shù)目相等。

4.中間件性能優(yōu)化方案

對于Connection not established問題，通過在JDBC的URL配置中增加IFX_ USE_STRENC參數(shù)解決。

修改前配置為：

jdbc：informix-sqli：//ip：port/testdb：informixserver=serverX；NEWLOCA LE=zh_CN，zh_CN；NEWCODESET= gb2312，8859-1，819；

修改后配置為：

jdbc：informix-sqli：//ip：port/testdb：inf ormixserver=serverX；NEWLOCALE=zh_ CN，zh_CN；NEWCODESET=gb2312，8859-1，819；IFX_USE_STRENC=true

關(guān)于Initial Capacity和Maximum Capacity的設(shè)置，首先需要考慮能夠分配給某應(yīng)用的connections總數(shù)量，再分配到各個受管server，從而得出Initial Capacity和Maximum Capacity取值。在數(shù)據(jù)庫connection資源充分的情況下，Initial Capacity和Maximum Capacity配置為相同值，Capacity Increment配置為0，即在數(shù)據(jù)源初始化時即將資源全部分配到位，降低容量增長Capacity Increment造成的資源消耗。

5.Informix數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化方案

通過sql監(jiān)測、分析結(jié)果，可以看到創(chuàng)建索引對于優(yōu)化sql性能的顯著效果，不同條件下對于系統(tǒng)資源和時間的消耗相差數(shù)萬倍。因此X保險公司針對不同功能模塊的運(yùn)行環(huán)境、數(shù)據(jù)量、訪問量等情況，建立了大量數(shù)據(jù)索引。

在合理創(chuàng)建索引的基礎(chǔ)上定期對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行統(tǒng)計跟新：對表中不帶索引的字段執(zhí)行update statistics medium，每個表執(zhí)行一次。一般情況下缺省參數(shù)；對表中帶有索引的字段執(zhí)行update statistics high，每個字段執(zhí)行一次；對表中帶有復(fù)合索引的字段執(zhí)行update statistics low，每個表執(zhí)行一次；對每一個小表執(zhí)行update statistics high。

五、論文主要工作總結(jié)

（一）論文的主要工作

作者在課題研究期間，主要分析、論述了X保險公司核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；對其存在的系統(tǒng)質(zhì)量問題重點從功能性、可靠性、效率性、安全性四個方面進(jìn)行了論述、分析，通過對操作系統(tǒng)、informix數(shù)據(jù)庫、Java虛擬機(jī)、weblogic中間件的優(yōu)化理論進(jìn)行分析和實踐，研究了unix、linux、jvm、weblogic、informix的配置參數(shù)和性能調(diào)優(yōu)原則、方法，論述了對于該系統(tǒng)優(yōu)化過程，針對不同類型問題給出了優(yōu)化方案，并組織實施了X保險公司核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整工作。

（二）存在的不足及工作展望

本文只是從結(jié)合實際工作，從運(yùn)維的角度，根據(jù)系統(tǒng)改進(jìn)的理論原則，對系統(tǒng)存在的質(zhì)量問題的分析解決過程進(jìn)行概述。但實際上各種涉及系統(tǒng)效率性和可靠性的Unix＼Linux、Weblogic、JVM或Informix調(diào)優(yōu)技術(shù)方法，都是基于完整、復(fù)雜的體系理論支撐的。要從以上方面做好信息系統(tǒng)的優(yōu)化、改進(jìn)工作，需要掌握多個門類的專業(yè)知識和理論方法來指導(dǎo)實踐，在實踐過程中驗證理論積累經(jīng)驗，逐步得到優(yōu)化和改進(jìn)系統(tǒng)的科學(xué)方法。

隨著計算機(jī)信息系統(tǒng)深入、廣泛地應(yīng)用，優(yōu)化工作逐漸成為其高效、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)和重要保障。在現(xiàn)代的高科技環(huán)境下，操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、硬件設(shè)備等平臺和工具都在飛速地升級、換代，因此系統(tǒng)優(yōu)化、改進(jìn)工作的內(nèi)容也必將發(fā)生日新月異的變化，并被賦予更重要使命。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯慧，衛(wèi)紅春，程國建 西北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2008年2月，第38卷第l期：43-44

[2]Informix 實用全書 （美）弗蘭納里（Flannery，R.）著：邱仲潘等譯.-北京：電子工業(yè)出版社 2002.1 ，4-8

[3]王安生 過程改進(jìn)方法與實踐案例 清華大學(xué)出版社 2010年11月，82-84