[发明专利]提高分布式系统性能调优速度的方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机性能优化领域，具体属于三层服务器(网页服务器，应用程序服务 器和数据库服务器)系统的性能优化领域。

背景技术

随着在线用户数量的不断增多和用户对于应用需求的不断提升，给分布式系统性能调 优领域带来了诸多的挑战。集群计算、网格计算、赛百平台，都是利用复杂的分布式系统 来满足个人、商业、政府等各领域、各层次的不同需求。如今，被工业界和学术界广泛推 崇的，致力于完全改变现有的计算机运行模式的云计算技术应运而生。其核心思想是将数 据放在一片巨大的服务器“云”后台，前台的终端用户只需要一个轻易便捷的浏览器即可 随时随地的存取到自己放在“云”后台的所有资源。技术思想诞生后，微软、谷歌、IBM、 亚马逊等争相逐鹿，纷纷推出自己的云计算产品和技术。在国内，中国移动通信研究院也 在研究云计算下给予手机访问的数据中心构建。纵观整个技术的发展趋势，大量数据中心 的服务器系统的建立是这些名企在今后市场竞争中最明显的趋势。于此同时，各大商业网 站，像亚马逊，ebay和中国的淘宝网等都有自己的服务器集群系统。系统的性能调优一直 是各大知名企业、学术会议和科研刊物等关注的话题。

系统调优有软性和硬性两个方面。硬性主要在于针对应用的具体类型和面对的应用规 模，选择与其相适应的硬件设备集群系统，在“量”上解决供需矛盾。我们可以很明显的 看得出来，仅仅靠投入更多的硬件设备会给企业带来巨大的经济负担，是一种粗放型的提 升性能的方式。并且在很多时候，系统的性能提升光靠硬件方面的投入收获系统性能的提 升幅度是比较小的。于是集约型的性能提升方式，即从软性角度来调整系统性能成为了现 阶段的研究热点。问题即是，如何在有限资源的情况下，提升系统性能从而满足用户需求 是一个更有挑战的问题。其考察指标主要有两种：

一.系统的平均吞吐率，即单位时间平均处理请求的数量。

二.系统的平均响应时间，即平均每个请求的处理时间。

在软性调优的研究领域，对于系统配置参数(如会话时间，最大线程数量，最大连接 数量，缓冲池的大小等)的综合调整是其中的之一。主要体现在其操作简单、成本低廉以 及效果明显。传统的硬性调优主要将优化参数的配置设想成一个黑盒子(Black Box)的优化 问题，然后采用进化计算等方法进行调优。最近有学者提出应用爬小山法(Small Hill Climbing)算法，其充分利用梯度信息和过去的优化结果，仿真结果明显优于传统的模拟退 火算法和随机迭代搜索算法。也有学者提出中利用协方差矩阵算法(Covariance Matrix Algorithm)，挖掘系统性能时不仅采用广度搜索(Exploration)，而且结合深度搜索 (Exploitation)的方法。测试结果比爬小山法提升了3％的性能，是目前文献中出现的前沿 技术中最行之有效的方法之一。于此同时，检查点技术最近也被提出并且应用到系统性能 提升中，其主要是利用记录每次系统的状态来分析系统在这一个“检查点”时刻的性能。 以上各类方法各有千秋，均能在一定程度上提升系统的整体性能，共同的不足之处在于其 测量时间过长。虽然其具备很好的理论基础与试验价值，其推广到商业中的应用价值却受 到很大的限制。

面对参数空间的膨胀以及相当长的测试时间问题，近来也有学者提出利用预测系统性 能方式提升系统性能同时降低仿真时间。其所给出的试验结果确实降低了测量时间并且提 升了系统性能，但是其给出的实例中，搜索空间对于离散情形很适用，但是推广到连续空 间以后，问题就会凸现出来。因为其搜索空间对于特定的参数配置是有效的，但是其搜索 能力受到了一定的限制。

在这种应用需求下，是否能设计出一套系统，既能显著提升分布式计算系统的性能， 又不需要大量的测试测量时间成为当前的一个重要议题。

发明内容

本发明的目的在于为分布式系统性能提升提供了一套行之有效的方法。不仅极大的降 低了响应时间，提高了吞吐率；同时也能降低调优的时间。

本发明的特征在于所述方法是一种包括网页服务器，应用程序服务器和数据库服务器 在内的由三层服务器组成的分布式系统的调优方法。