1. 概述:Eclipse Test & Performance Tools Platform (TPTP) 的性能测试工具(Profiling tool)能够用于优化eclipse插件应用、本地的java应用,乃至是运行在多台不同平台主机上的复杂应用,Profiling tool与eclipse紧密地结合在一起,能在Eclipse环境下运行性能测试。
  2. 应用的性能测试:要在短暂的开发周期里提交一个产品是当今的流行趋势,开发人员(不得不)将更多的精力关注在应用执行的功能方面,大多是通过测试、调试来稳固代码;然而,许多缺陷除非经过每天24小时,每周7天的连续运行是不容易暴露的。这类缺陷是不能通过调试程序的方式来发现。在发布一个产品之前,通过性能分析工具去分析应用的执行和验证性能问题是很重要的,例如:瓶颈、对象泄漏、系统资源局限。本文介绍了TPTP性能测试工具,示范了如何利用TPTP性能测试工具去定位出一个java应用性能缺陷潜在点,以及修复、验证结果。
  3. TPTP 测试工具(翻译略)
  4. 利用TPTP对Java程序进行性能测试 :本文举了一个简单的关于product 分类的java应用例子,product的信息存储在分散的一些xml文件当中,这个应用将解析这些xml文件,然后把结果输出到控制台,这些xml文件的路径可以通过程序变量传递main函数读取,本例的源代码及xml文件下载连接:ProductCatalog_example.zip以及products.zip
  5. 在性能测试视图中开始应用:下载上述的ProductCatalog_example.zip,解压后导入某个java项目下,选择Product类-->右键--->Profile As --> Java Application,如下图:

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图一

  • 设置java程序参数

通过Profile As-->Java Application菜单打开如下对 话框,如图二所示。对于这个例子来说,通过程序参数来设置包含产品信息的xml文件的文件夹路径,从图二可以看到,设置程序参数为x:/myPath/products,其中x:/myPath/products文件夹是你从本文中提供的products.zip 下载解压到本地的路径。

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  • 设置性能测试过滤器

下一步是通过设置性能测试选项作为收集执行信息的方法。设置这些选项,可以点击Launch configuration properties 向导中的Monitor页,选择一组适合的性能选项。提示:一组性能测试过滤器是能够被复用的。设置性能测试过滤器的目的是为了在连续相同的测试中复用,或者是在需要相同的性能测试信息时共享这些过滤器。以下的各个步骤描述了怎样创建一个用于剖析Product catalog的应用的过滤器。我们将创建一个叫ProductFilterSet,用于剖析包名前缀为com.sample.product 的包。

 

  1. 在Monitor页中选择Execution Time Analysis选项,如下图图片

正如上图所示,我们选择的Execution Time Analysis选项能作用于product catalog 程序的连续运行期间,在下一次运行该程序的时候,可以跳过设置性能测试过滤器的步骤。

2. 选择编辑选项

2a.选择Collect boundary classes excluded by the filter set选项,设置Boundary class depth的值为3。通过选择这个选项,你指明你想收集的信息是:符合过滤条件的方法以及被该方法调用深度不超过3层的方法。例如:假设我们设置的过滤器去收集MyMethod的信息,并且过滤出方法:M1,M2,M3,M4。

如果调用栈是如下执行的:MyMethod>M1>M2>M3>M4,基于在2a中设置的过滤条件,性能解析器将显示如下的调用栈:MyMethod>M1>M2>M3,将不显示最后一级调用M3>M4(因为超过了3层)。如下图所示:

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3.选择要剖析的类

在Moniter页中,选择Java Profiling项,然后双击或者单击编辑按钮,打开The Filter Set 向导。利用The Filter Set 界面来选择你想剖析的类,这里已经预先定义了一组可用的过滤器,就本例来说,你可以通过下面几步创建一个新的过滤器:

3a)单击Add..按钮,在弹出的对话框中输入ProductFilterSet,然后单击OK。

3b)使用Contents of selected filter set列表中的Add按钮增加两个过滤器,如下图所示:

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  • 运行程序

可以通过在Launch Configuration wizard向导中点击OK按钮来运行Product catalog 程序,在询问是否切换到Profiling and Logging透视图时选择Yes,你将在Console视图中看到如下图所示的结果:

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提示:TPTP性能测试工具允许你和你所剖析的程序之间交互。你能暂停、恢复监听,运行垃圾收集回收对象引用或者中止程序的运行。

  • 使用Execution Statistics视图分析性能危险点

使用Execution Statistics视图去分析性能危险点,在Profiling Monitor视图中,右键-->Open with > Execution Statistics可以打开Execution Statistics视图,下图显示的是按照方法调用的累积时间排序的,累积时间是指该方法花费的所有时间,包含调用其他方法的消耗的时间。图片

正如上图所示,Execution Statistics 显示在最上方的方法:main(java.lang.String[]), readData(java.lang.String) 和createParser() 消耗了最多的执行时间。看见main和readData方法在列表中(的位置)是不奇怪的,因为前者是程序执行的开始点,后者从其名字可以看出它从xml文件中读取产品信息。

使我们觉得奇怪的是方法createParser() ,它仅仅创建了用于解析xml文件的SAX parser 实例就花费了如此高的执行时间。该方法的执行时间占了整个应用的执行时间的42.96%,Execution Statistics 帮助我们分析这个方法是性能优化的潜在的地方。

分析到这里,让我们看看createParser() 方法的执行细节。

  • 通过方法createParser() 打开Method Invocation Details 视图

下面我们通过Method Invocation Details 视图来看看createParser() 调用慢的原因。在Execution Statistics视图中双击createParser() 方法就可以打开Method Invocation Details 视图,如下所示:

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上图中显示了方法createParser()的执行信息,就像你看到的一样,该方法被readData(java.lang.String)调用了一次,同时它调用了5个不同的方法,在invoked methods 表中,你能看见newSAXParser() 和newInstance() 方法可能就是createParser()方法执行慢的原因,这两个方法跟createParser()被调用24次一样,也被执行了24次。

  • 为诊断出的性能问题定义一个解决方案

通过分析以上这些数据,我们发现改进createParser()执行时间的一个途径就是改进SAXParserFactory的两个方法的执行,既然我们无法控制这些方法的实现,唯一的途径就是减少调用这些方法的次数。

解决方案是创建一个parser实例,并且复用其去解析所有的xml文件,取代原来每解析一个文件就创建一个parser实例的做法。让我们打开源代码并且修复它。

提示:在进行任何之类优化之前,要确保被代码支持。例如,当SAXParser不能同时被多线程使用时,实例能被复用;严格来将,实例在复用之前应该被重置(reset),拥有一套全面的单元测试集来检验这些修改是个不错的主意。

  • 在源代码中应用性能优化

可以在Method Invocation Details视图中右键-->Open Source来打开源代码。源代码如下图:

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上图中显示了createParser()方法的源代码。注意该方法每次调用都创建一个新的SAX parser 。更新代码,只创建一个parser实例,复用于解析每个xml文件,如下图所示:

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正如在上图中描述的,定义了一个全局的SAXParser 实例变量parser,createParser()方法初始化parser然后在每次被调用时返回该实例。

让我们再次执行一下Product catalog程序,验证修复的结果。

  • 验证性能优化

在Java透视图中选择Product类,右键--->Profile As -->Java Application,程序执行完后,打开Execution Statistics 视图,比较执行时间,下图所示的是做了性能优化后的结果:

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正如你看到的,createParser()方法的执行时间已经仅有19%,而在优化执行却是将近 43%。注意,随着xml文件数量的增加,提升的值将更加明显,所以,随着product文件的增加而减少的程序执行时间将是指数级的。

总结:

本文论述了TPTP性能测试工具能被用于分析和解决性能问题,本文没有涉及TPTP工具更多的其他使用方面,如果你想了解更多的关于TPTP工具的能力,有一套的教程和用户手册在这里