量化分析Ajax性能與應(yīng)用決策

陳小奎，方賢文

(安徽理工大學(xué) 理學(xué)院，安徽 淮南 232001)

0 引言

Ajax的全稱是Asynchronous JavaScript and XML(異步JavaScript和XML)。它有別于傳統(tǒng)web開發(fā)中采用的同步的方式［1］。Ajax的原理簡單說來就是通過XmlHttpRequest對象來向服務(wù)器發(fā)異步請求，從服務(wù)器獲得數(shù)據(jù)，然后用javaScript來操作DOM而更新頁面數(shù)據(jù)，達到不刷新整個頁面而更新了頁面數(shù)據(jù)的功能［2］。

Ajax的優(yōu)點主要是:

(1)頁面無刷新前提下實現(xiàn)了頁面內(nèi)與服務(wù)器通信，給用戶體驗非常好［3］。

(2)使用異步方式與服務(wù)器通信，不需要打斷用戶的操作，具有更加迅速的響應(yīng)能力［4］。

(3)可以把以前一些服務(wù)器負擔(dān)的工作轉(zhuǎn)嫁到客戶端，減輕服務(wù)器的負擔(dān)［5］。

Ajax技術(shù)的缺點主要有:

(1)Ajax技術(shù)破壞了瀏覽器的后退機制［6］。

(2)Ajax技術(shù)建立了一個對企業(yè)數(shù)據(jù)的直接通道。暴露比傳統(tǒng)網(wǎng)頁更多的數(shù)據(jù)和服務(wù)器邏輯［7］。

(3)違背了URL的初衷。一個采用了Ajax技術(shù)URL地址下看到的內(nèi)容可能是不同的，這和統(tǒng)一資源定位的初衷是相背離的［8］。

當(dāng)使用Ajax技術(shù)來開發(fā)一個動態(tài)網(wǎng)站系統(tǒng)時，需要考慮Ajax的執(zhí)行效率、可靠性和可維護性等方面。當(dāng)前國內(nèi)外對Ajax技術(shù)的研究主要在討論該技術(shù)的優(yōu)點和定性的分析其性能指標［9］。這也造成了Ajax技術(shù)濫用現(xiàn)象，很多開發(fā)人員不考慮實際需要盲目的將這項技術(shù)強加在網(wǎng)站系統(tǒng)中，加大了系統(tǒng)開發(fā)和維護的難度，增加了系統(tǒng)運行的負擔(dān)［10］。本文設(shè)計一個實驗網(wǎng)站，測定數(shù)據(jù)庫服務(wù)耗時和網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間，建立數(shù)學(xué)模型定量的分析Ajax性能，嘗試給出網(wǎng)站開發(fā)各功能模塊中是否使用Ajax技術(shù)的建議，以構(gòu)建一個更高效系統(tǒng)。

1 實驗設(shè)計

Ajax技術(shù)在Web站點中的最常用的應(yīng)用方面是注冊賬號的時候檢測用戶名是否重復(fù)，郵箱是否重復(fù)，多級下拉菜單的讀取。本文主要針對檢測用戶名是否重復(fù)方面設(shè)計一個實驗網(wǎng)站，并租用網(wǎng)絡(luò)空間發(fā)布該網(wǎng)站，以測得第一手數(shù)據(jù)。

1.1 實驗平臺的搭建

本文中實驗采用當(dāng)前Web開發(fā)中較常用的JSP技術(shù)，實驗服務(wù)器環(huán)境Apache、Tomcat6.0、MySQL5.5數(shù)據(jù)庫，開發(fā)工具采用MyEclipse6.5。并將項目發(fā)布到租用空間，實驗多次用到數(shù)據(jù)庫操作，將數(shù)據(jù)庫封裝成DBLink.java類，其部分關(guān)鍵代碼如下:

1.2 檢驗重復(fù)模塊實驗設(shè)計

檢驗重復(fù)模塊實驗從程序執(zhí)行時間設(shè)計，共設(shè)計了三個實驗。

實驗一:計算數(shù)據(jù)庫添加操作執(zhí)行時間設(shè)計，設(shè)計一個JSP頁面，在執(zhí)行程序前獲得當(dāng)前時間，在操作數(shù)據(jù)庫后測得結(jié)束時的當(dāng)前時間，用結(jié)束時間減去起始時間獲得數(shù)據(jù)庫操作所需時間，這段時間包含打開關(guān)閉數(shù)據(jù)庫時間和數(shù)據(jù)庫操作時間。所以，實驗中設(shè)計了可以一次添加多條記錄，以總結(jié)出計算公式，部分關(guān)鍵代碼如下:

執(zhí)行實驗一程序測得數(shù)據(jù)如表1所示。利用添加記錄數(shù)和平均耗時構(gòu)造成一系列離散點，并擬合成一條直線，如圖1所示。

表1 數(shù)據(jù)庫更新操作時間測定實驗數(shù)據(jù)表

圖1 MySQL數(shù)據(jù)庫更新操作耗時統(tǒng)計圖

由得到的直線方程可以計算出數(shù)據(jù)庫更新操作時打開和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫時間和數(shù)據(jù)庫添加一條記錄的時間。實驗二:測定查詢數(shù)據(jù)庫時間，在執(zhí)行查詢程序前獲得當(dāng)前時間，在操作數(shù)據(jù)庫后測得結(jié)束時的當(dāng)前時間，用結(jié)束時間減去起始時間獲得數(shù)據(jù)庫操作所需時間。部分關(guān)鍵代碼如下:

執(zhí)行實驗二程序測得數(shù)據(jù)如表2所示。利用添加記錄數(shù)和平均耗時構(gòu)造成一系列離散點，并擬合成一條直線，如圖2所示。

表2 數(shù)據(jù)庫查詢操作時間測定實驗數(shù)據(jù)表

圖2 MySQL數(shù)據(jù)庫查詢操作耗時統(tǒng)計圖

由得到的直線方程可以計算出查詢操作時打開和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫時間和查詢數(shù)據(jù)庫一條記錄的時間。

通過實驗一和實驗二測算出的數(shù)據(jù)是針對于特定的Web站點運行環(huán)境的，網(wǎng)站開發(fā)人員可以依據(jù)項目實際運行環(huán)境應(yīng)用這兩個實驗方法測算出相應(yīng)數(shù)據(jù)。

2 建模分析Ajax性能

2.1 Ajax技術(shù)的程序流程分析

在通過實驗獲得了網(wǎng)站執(zhí)行效率的數(shù)據(jù)后，對傳統(tǒng)網(wǎng)頁和應(yīng)用了Ajax的網(wǎng)頁的程序流程進行對比來建立數(shù)學(xué)模型。傳統(tǒng)網(wǎng)頁實現(xiàn)用戶注冊流程為用戶點擊注冊后打開數(shù)據(jù)庫后，遍歷記錄判斷用戶名是否重復(fù)，若重復(fù)則提示重復(fù)返回注冊頁面重新輸入，不重復(fù)則直接添加用戶，然后關(guān)閉數(shù)據(jù)庫。流程如圖3所示。

應(yīng)用Ajax技術(shù)的網(wǎng)頁實現(xiàn)用戶注冊流程為用戶輸入用戶名后異步訪問檢測頁面，打開數(shù)據(jù)庫后，遍歷記錄判斷用戶名是否重復(fù)，重復(fù)則返回提示信息，不重復(fù)則提示用戶名可用信息，關(guān)閉數(shù)據(jù)庫。點擊添加按鈕確定時再次打開數(shù)據(jù)庫添加注冊信息，然后關(guān)閉數(shù)據(jù)庫，流程如圖4所示。

圖3 傳統(tǒng)網(wǎng)頁注冊用戶流程圖

圖4 應(yīng)用Ajax技術(shù)的網(wǎng)頁注冊用戶流程圖

2.2 模型構(gòu)建

設(shè)傳統(tǒng)網(wǎng)頁服務(wù)器處理注冊時數(shù)據(jù)庫耗時為Tt，那么用戶名不重復(fù)時Tt=To+Ts+Ti+Tc;用戶名重復(fù)時Tt=To+Ts+Tc+Td。其中To為打開數(shù)據(jù)庫所需要時間，Ts為遍歷搜索輸入信息是否重復(fù)的時間，Ti為數(shù)據(jù)庫添加記錄的時間，Tc為數(shù)據(jù)庫關(guān)閉時間，Td為頁面重定向時間，Td可以由實驗三測算出來。

實驗三設(shè)計原理是在當(dāng)前頁面(current.jsp)中獲取到當(dāng)前時間，利用seesion對象將這個時間值傳遞到跳轉(zhuǎn)的目標頁面(target.jsp)，在跳轉(zhuǎn)的頁面中計算時間差。current.jsp中部分關(guān)鍵的代碼如下:

target.jsp中部分關(guān)鍵的代碼如下:

設(shè)應(yīng)用了Ajax技術(shù)網(wǎng)頁服務(wù)器處理注冊時數(shù)據(jù)庫耗時為Ta，那么用戶名不重復(fù)時Ta=2To+Ts+Ti+2Tc;用戶名重復(fù)時Ta=To+Ts+Tc。其中To為打開數(shù)據(jù)庫所需要時間，Ts為遍歷搜索輸入信息是否重復(fù)的時間，Ti為數(shù)據(jù)庫添加記錄的時間，Tc為數(shù)據(jù)庫關(guān)閉時間。

通過以上分析，在重復(fù)可能性較少時，傳統(tǒng)網(wǎng)頁的服務(wù)器負擔(dān)更小，重復(fù)可能性較大時，應(yīng)用Ajax技術(shù)則更有優(yōu)勢。我們假設(shè)重復(fù)率為h，那么傳統(tǒng)網(wǎng)頁處理注冊時服務(wù)器平均耗時

應(yīng)用了Ajax技術(shù)網(wǎng)頁服務(wù)器處理注冊時數(shù)據(jù)庫平均耗時

3 結(jié)語

本文通過搭建JSP的實驗平臺并通過兩個實驗測算出服務(wù)器在處理數(shù)據(jù)庫添加和查詢時平均耗時，分析傳統(tǒng)網(wǎng)頁與應(yīng)用了Ajax技術(shù)的網(wǎng)頁的程序流程，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，提供了模型中所需要參數(shù)的計算方法和實驗。本文中不足是注冊重復(fù)率的估算還不夠精確，應(yīng)用概率論知識測算重復(fù)率是我們進一步研究的內(nèi)容。

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