1. 概述:Eclipse Test & Performance Tools Platform (TPTP) 的性能測試工具(Profiling tool)能夠用于優化eclipse插件應用、本地的java應用,乃至是運行在多臺不同平臺主機上的復雜應用,Profiling tool與eclipse緊密地結合在一起,能在Eclipse環境下運行性能測試。
  2. 應用的性能測試:要在短暫的開發周期里提交一個產品是當今的流行趨勢,開發人員(不得不)將更多的精力關注在應用執行的功能方面,大多是通過測試、調試來穩固代碼;然而,許多缺陷除非經過每天24小時,每周7天的連續運行是不容易暴露的。這類缺陷是不能通過調試程序的方式來發現。在發布一個產品之前,通過性能分析工具去分析應用的執行和驗證性能問題是很重要的,例如:瓶頸、對象泄漏、系統資源局限。本文介紹了TPTP性能測試工具,示范了如何利用TPTP性能測試工具去定位出一個java應用性能缺陷潛在點,以及修復、驗證結果。
  3. TPTP 測試工具(翻譯略)
  4. 利用TPTP對Java程序進行性能測試 :本文舉了一個簡單的關于product 分類的java應用例子,product的信息存儲在分散的一些xml文件當中,這個應用將解析這些xml文件,然后把結果輸出到控制臺,這些xml文件的路徑可以通過程序變量傳遞main函數讀取,本例的源代碼及xml文件下載連接:ProductCatalog_example.zip以及products.zip
  5. 在性能測試視圖中開始應用:下載上述的ProductCatalog_example.zip,解壓后導入某個java項目下,選擇Product類-->右鍵--->Profile As --> Java Application,如下圖:

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圖一

  • 設置java程序參數

通過Profile As-->Java Application菜單打開如下對 話框,如圖二所示。對于這個例子來說,通過程序參數來設置包含產品信息的xml文件的文件夾路徑,從圖二可以看到,設置程序參數為x:/myPath/products,其中x:/myPath/products文件夾是你從本文中提供的products.zip 下載解壓到本地的路徑。

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  • 設置性能測試過濾器

下一步是通過設置性能測試選項作為收集執行信息的方法。設置這些選項,可以點擊Launch configuration properties 向導中的Monitor頁,選擇一組適合的性能選項。提示:一組性能測試過濾器是能夠被復用的。設置性能測試過濾器的目的是為了在連續相同的測試中復用,或者是在需要相同的性能測試信息時共享這些過濾器。以下的各個步驟描述了怎樣創建一個用于剖析Product catalog的應用的過濾器。我們將創建一個叫ProductFilterSet,用于剖析包名前綴為com.sample.product 的包。

 

  1. 在Monitor頁中選擇Execution Time Analysis選項,如下圖圖片

正如上圖所示,我們選擇的Execution Time Analysis選項能作用于product catalog 程序的連續運行期間,在下一次運行該程序的時候,可以跳過設置性能測試過濾器的步驟。

2. 選擇編輯選項

2a.選擇Collect boundary classes excluded by the filter set選項,設置Boundary class depth的值為3。通過選擇這個選項,你指明你想收集的信息是:符合過濾條件的方法以及被該方法調用深度不超過3層的方法。例如:假設我們設置的過濾器去收集MyMethod的信息,并且過濾出方法:M1,M2,M3,M4。

如果調用棧是如下執行的:MyMethod>M1>M2>M3>M4,基于在2a中設置的過濾條件,性能解析器將顯示如下的調用棧:MyMethod>M1>M2>M3,將不顯示最后一級調用M3>M4(因為超過了3層)。如下圖所示:

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3.選擇要剖析的類

在Moniter頁中,選擇Java Profiling項,然后雙擊或者單擊編輯按鈕,打開The Filter Set 向導。利用The Filter Set 界面來選擇你想剖析的類,這里已經預先定義了一組可用的過濾器,就本例來說,你可以通過下面幾步創建一個新的過濾器:

3a)單擊Add..按鈕,在彈出的對話框中輸入ProductFilterSet,然后單擊OK。

3b)使用Contents of selected filter set列表中的Add按鈕增加兩個過濾器,如下圖所示:

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  • 運行程序

可以通過在Launch Configuration wizard向導中點擊OK按鈕來運行Product catalog 程序,在詢問是否切換到Profiling and Logging透視圖時選擇Yes,你將在Console視圖中看到如下圖所示的結果:

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提示:TPTP性能測試工具允許你和你所剖析的程序之間交互。你能暫停、恢復監聽,運行垃圾收集回收對象引用或者中止程序的運行。

  • 使用Execution Statistics視圖分析性能危險點

使用Execution Statistics視圖去分析性能危險點,在Profiling Monitor視圖中,右鍵-->Open with > Execution Statistics可以打開Execution Statistics視圖,下圖顯示的是按照方法調用的累積時間排序的,累積時間是指該方法花費的所有時間,包含調用其他方法的消耗的時間。圖片

正如上圖所示,Execution Statistics 顯示在最上方的方法:main(java.lang.String[]), readData(java.lang.String) 和createParser() 消耗了最多的執行時間。看見main和readData方法在列表中(的位置)是不奇怪的,因為前者是程序執行的開始點,后者從其名字可以看出它從xml文件中讀取產品信息。

使我們覺得奇怪的是方法createParser() ,它僅僅創建了用于解析xml文件的SAX parser 實例就花費了如此高的執行時間。該方法的執行時間占了整個應用的執行時間的42.96%,Execution Statistics 幫助我們分析這個方法是性能優化的潛在的地方。

分析到這里,讓我們看看createParser() 方法的執行細節。

  • 通過方法createParser() 打開Method Invocation Details 視圖

下面我們通過Method Invocation Details 視圖來看看createParser() 調用慢的原因。在Execution Statistics視圖中雙擊createParser() 方法就可以打開Method Invocation Details 視圖,如下所示:

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上圖中顯示了方法createParser()的執行信息,就像你看到的一樣,該方法被readData(java.lang.String)調用了一次,同時它調用了5個不同的方法,在invoked methods 表中,你能看見newSAXParser() 和newInstance() 方法可能就是createParser()方法執行慢的原因,這兩個方法跟createParser()被調用24次一樣,也被執行了24次。

  • 為診斷出的性能問題定義一個解決方案

通過分析以上這些數據,我們發現改進createParser()執行時間的一個途徑就是改進SAXParserFactory的兩個方法的執行,既然我們無法控制這些方法的實現,唯一的途徑就是減少調用這些方法的次數。

解決方案是創建一個parser實例,并且復用其去解析所有的xml文件,取代原來每解析一個文件就創建一個parser實例的做法。讓我們打開源代碼并且修復它。

提示:在進行任何之類優化之前,要確保被代碼支持。例如,當SAXParser不能同時被多線程使用時,實例能被復用;嚴格來將,實例在復用之前應該被重置(reset),擁有一套全面的單元測試集來檢驗這些修改是個不錯的主意。

  • 在源代碼中應用性能優化

可以在Method Invocation Details視圖中右鍵-->Open Source來打開源代碼。源代碼如下圖:

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上圖中顯示了createParser()方法的源代碼。注意該方法每次調用都創建一個新的SAX parser 。更新代碼,只創建一個parser實例,復用于解析每個xml文件,如下圖所示:

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正如在上圖中描述的,定義了一個全局的SAXParser 實例變量parser,createParser()方法初始化parser然后在每次被調用時返回該實例。

讓我們再次執行一下Product catalog程序,驗證修復的結果。

  • 驗證性能優化

在Java透視圖中選擇Product類,右鍵--->Profile As -->Java Application,程序執行完后,打開Execution Statistics 視圖,比較執行時間,下圖所示的是做了性能優化后的結果:

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正如你看到的,createParser()方法的執行時間已經僅有19%,而在優化執行卻是將近 43%。注意,隨著xml文件數量的增加,提升的值將更加明顯,所以,隨著product文件的增加而減少的程序執行時間將是指數級的。

總結:

本文論述了TPTP性能測試工具能被用于分析和解決性能問題,本文沒有涉及TPTP工具更多的其他使用方面,如果你想了解更多的關于TPTP工具的能力,有一套的教程和用戶手冊在這里