So sánh hiệu năng của các Framework tập trung xử lý phía máy chủ trên nền tảng Web với công nghệ Java và ứng dụng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện so sánh hiệu năng của hai framework tiêu biểu trong nhóm các
framework tập trung xử lý phía máy chủ trên nền tảng web với công nghệ Java là ZK và JSF hướng đến một lựa
chọn sử dụng. Bằng phương pháp kiểm thử hiệu năng dựa trên các tiêu chí thời gian phản hồi và dung lượng bộ
nhớ sử dụng, nghiên cứu cách mô phỏng, cấu hình thông số trên các công cụ Jmeter, VisualVM và máy ảo Java,
các kết quả đưa ra phản ánh khách quan hiệu năng của hai ứng dụng được xây dựng bởi mỗi framework. Qua kết
quả kiểm thử hiệu năng, chúng tôi đã chọn ZK là framework có hiệu năng tốt hơn JSF. ZK framework đã được chúng
tôi áp dụng vào thực tiễn, xây dựng các ứng dụng đã được đưa vào sử dụng ở Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: So sánh hiệu năng của các Framework tập trung xử lý phía máy chủ trên nền tảng Web với công nghệ Java và ứng dụng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam
ứng dụng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam 490 Hình 2. Thiết lập thông số cho máy ảo Java trên Eclipse 2.3. Thiết lập môi trường kiểm thử Môi trþąng kiểm thā đþĉc thăc hiện trên máy cýc bộ vĆi cấu hình đã khai báo. Các phần mềm đþĉc cài đặt theo thĀ tă: JDK, Jmeter, VisualVM, Eclipse. Webserver Tomcat đþĉc cài đặt trong môi trþąng phát triển tích hĉp Eclipse. Các thông số cấu hình cho máy ảo Java đþĉc thăc hiện tại chế độ chạy cấu hình Āng dýng (Run configuration) trên Eclipse (Hình 2). Các thông số cấu hình cho webserver Tomcat gồm maxThreads và acceptCount đþĉc cấu hình trong file server.xml nằm trong thþ mýc cài đặt Tomcat: <Connector port="8080" protocol= "HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" acceptCount="1024" maxThreads="2000"/> Hai project Āng dýng đþĉc xây dăng trên Eclipse và thăc hiện chạy trên webserver Tomcat. Giá trð các trþąng dĂ liệu đþĉc sinh ngẫu nhiên tÿ một mảng các giá trð tþĄng Āng. DĂ liệu cung cấp cho tầng xā lý hiển thð cûa hai framework đþĉc thiết kế giống nhau và đþĉc sinh động, mỗi bản ghi dĂ liệu Āng vĆi một đối tþĉng đþĉc tạo ra trong bộ nhĆ nên nò cüng cò tác dýng làm tăng yêu cầu kiểm thā khả năng tải cûa webserver vĆi Āng dýng trên framework tþĄng Āng. Để giả lập truy cập đồng thąi cûa nhiều ngþąi sā dýng vào một Āng dýng chúng tôi sā dýng công cý Jmeter. Jmeter thăc hiện giả lập một nhòm ngþąi dùng gāi các yêu cầu tĆi một máy chû, nhận và xā lý các phản hồi tÿ máy chû và cung cấp các kết quả báo cáo hiệu suất dþĆi dạng biểu đồ trăc quan, dễ hiểu (Hình 3). Các tham số cần thiết lập trên Jmeter: - Thread group: Number of Thread (users): N Số ngþąi dùng đồng thąi truy cập hệ thống, N đþĉc thay đổi trong mỗi lần kiểm thā Ramp-up period (seconds): 1 Khoảng thąi gian mà N ngþąi dùng đồng thąi truy cập Loop count: 1 Số lần kiểm thā lặp lại Hình 3. Cơ chế giải lập của Jmeter (Guru99, 2020) Trần Trung Hiếu, Phạm Quang Dũng, Đỗ Thị Nhâm 491 Hình 4. Cách bố trí cửa sổ hai ứng dụng kiểm thử để đảm bảo đồng bộ dữ liệu Hình 5. Dữ liệu phản hồi từ các request trên Jmeter gửi tới ứng dụng ZK - Http request: Protocol: http Giao thĀc truy cập Āng dýng web Server name or IP: localhost Đða chî server Āng dýng Port Number: 8080 Số cổng lắng nghe yêu cầu cûa webserver tomcat Request: GET PhþĄng thĀc gāi request tĆi webserver Path: Đþąng dẫn truy cập Āng dýng, thay đþąng dẫn tþĄng Āng vĆi Āng dýng JSF - Summary Report: Báo cáo tổng hĉp cần thêm vào trên Thread group - View results tree: Cây theo dõi các request đþĉc gāi và dĂ liệu phản hồi tÿ server cần thêm vào trên Thread group So sánh hiệu năng của các framework tập trung xử lý phía máy chủ trên nền tảng web với công nghệ Java và ứng dụng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam 492 Hình 6. Dữ liệu phản hồi từ các request trên Jmeter gửi tới ứng dụng JSF Trên công cý VisualVM cần cài đặt thêm plugin Tracer-Monitor để có thể theo dõi và xuất dĂ liệu ra dþĆi dạng tệp csv. 2.4. Thực hiện kiểm thử Để tiến hành kiểm thā cho mỗi trþąng hĉp N ngþąi sā dýng truy cập vào Āng dýng, ta cần bật webserver, bố trí hai Āng dýng Jmeter và VisualVM song song trên cāa sổ màn hình. Đồng thąi khći động kiểm thā mô phóng trên Jmeter, và kiểm thā bộ nhĆ sā dýng trên VisualVM, khi việc chạy trên Jmeter kết thúc, cüng đồng thąi nhấn kết thúc chþĄng trình chạy trên VisualVM. Việc xuất kết quả ra tệp csv trên hai Āng dýng diễn ra sau đò. Sau mỗi lần nhþ vậy ta thu đþĉc 2 tệp csv kết quả. Để kiểm thā vĆi mỗi giá trð số ngþąi sā dýng N khác nhau, cần thăc hiện khći động lại webserver để đảm bảo tài nguyên sā dýng cho lần kiểm thā trþĆc đþĉc giải phóng hoàn toàn 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Về tính đáng tin cậy cûa việc giả lập trên Jmeter, kiểm tra nội dung request gāi trên “View Result Tree” trong Jmeter, ta thấy nội dung dĂ liệu phản hồi tÿ webserver phản ánh đúng mã nguồn trang web tþĄng Āng trên trình duyệt vĆi bảng dĂ liệu. Điều này cûng cố thêm tính tin cậy cûa việc giả lập trên Jmeter. Có nhĂng framework nhþ Vaadin ta rất khó thăc hiện kiểm thā trên Jmeter bći dĂ liệu phản hồi tÿ webserver có chĀa mã động javascript, Jmeter chî có thể tải một phần dĂ liệu mong muốn dẫn đến kết quả kiểm thā không chính xác. Thăc hiện kiểm thā theo mẫu testcase đã đề ra và phþĄng pháp đþa ra ć mýc 2.4, ta thu đþĉc bảng số liệu (Bảng 3), tÿ đò ta vẽ đþĉc các biểu đồ so sánh thąi gian phản hồi (Hình 7), phần trăm CPU sā dýng (Hình 8) và bộ nhĆ sā dýng (Hình 9). Qua biểu đồ so sánh thąi gian phản hồi, ta thấy cả hai framework đều có thąi gian phản hồi tăng dần khi số ngþąi dùng truy cập tăng dần. Thąi gian phản hồi cûa ZK framework là nhanh hĄn trong mọi trþąng hĉp kiểm thā. Thąi gian phản hồi trung bình vĆi JSF framework là 59995,4 (ms), vĆi ZK framework là 22607,6 (ms), tính trung bình thąi gian phản hồi cûa ZK nhanh hĄn JSF 2,65 lần. Biểu đồ so sánh phần trăm sā dýng CPU cûa máy ảo Java cho thấy, JSF sā dýng CPU nhiều hĄn và ít biến động hĄn, trung bình JSF sā dýng là 87,9%. ZK sā dýng CPU ít hĄn JSF, khi số ngþąi dùng truy cập tăng (tÿ 800 đến 1.000), ZK cho thấy xu hþĆng giảm phần trăm CPU sā dýng, đây là một điểm cộng cûa ZK. Trung bình ZK sā dýng 72,5% CPU. Trần Trung Hiếu, Phạm Quang Dũng, Đỗ Thị Nhâm 493 Bảng 3. Bảng kết quả kiểm thử Mã testcase Mô tả testcase Thời gian phản hồi trung bình(ms) Bộ nhớ sử dụng (Byte) CPU (%) JSF ZK JSF ZK JSF ZK 01 100 users/1s 24614 9275 337379315,2 448324734,77 80,38 61,35 02 200 users/1s 42534 14733 385484710,22 586512438,59 85,97 77,28 03 300 users/1s 46288 15550 412876526,96 722201673,33 86,86 85,04 04 400 users/1s 54741 19127 400760045,61 803781468,31 89,32 78,6 05 500 users/1s 62395 19286 396215852,92 828885223,38 91,13 77,35 06 600 users/1s 68553 20607 411764396,61 917078304,94 88,49 73,01 07 700 users/1s 64221 24934 396889074,54 959050239,79 88,95 76,42 08 800 users/1s 81624 27910 389539320,61 1039310375,83 89,71 78,9 09 900 users/1s 77185 34108 424241753,82 1195223791,89 89,54 67,03 10 1000 users/1s 77799 40546 438933267,6 1391515294,33 89,37 50,2 Hình 7. Biểu đồ so sánh thời gian phản hồi trung bình Biểu đồ so sánh dung lþĉng bộ nhĆ sā dýng cho thấy, JSF sā dýng ít bộ nhĆ hĄn ZK. Trong khoảng tÿ 100 đến 1.000 ngþąi sā dýng truy cập, bộ nhĆ sā dýng cûa JSF là ít biến động, ZK sā dýng nhiều bộ nhĆ hĄn và cò xu hþĆng tăng dần khi số lþĉng ngþąi dùng tăng. Trung bình JSF sā dýng 380,9 (MB), trung bình ZK sā dýng 848 (MB), trung bình bộ nhĆ ZK sā dýng nhiều gấp 2,2 lần JSF. Trong các biểu đồ kết quả chúng tôi thu đþĉc, đồ thð biểu diễn số liệu Āng vĆi hai framework là tách biệt hoàn toàn, vì vậy trong nhận xét đánh giá, chúng tôi thấy cüng không cần thiết phải sā dýng thêm các mô hình kiểm nghiệm. Các thông số kết quả mà chúng tôi thu đþĉc trong phép kiểm thā khả năng tải trên môi trþąng máy cýc bộ, nhþ thąi gian phản hồi, chênh lệch nhiều so vĆi khoảng chấp nhận đþĉc trên môi trþąng triển khai thăc, đò là do đặc thù cûa phép kiểm thā truy cập đồng thąi trong thąi gian ngắn, lþĉng dĂ liệu cần tải lĆn, việc khći động lại webserver khiến một số đối tþĉng chĀc năng phải khći tạo lại và năng lăc hạn chế cûa máy cá nhân đþĉc dùng làm webserver. Tuy nhiên, các thông số đò là có giá trð giúp chúng tôi đạt đþĉc mýc đích so sánh hiệu năng cûa hai framework. So sánh hiệu năng của các framework tập trung xử lý phía máy chủ trên nền tảng web với công nghệ Java và ứng dụng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam 494 Hình 8. Biểu đồ so sánh phần trăm CPU sử dụng Hình 9. Biểu đồ so sánh dung lượng bộ nhớ sử dụng 4. ỨNG DỤNG Sau khi tiến hành khảo sát, so sánh các framework cûa Java, chúng tôi quyết đðnh sā dýng ZK framework để xây dăng website đặt cĄm tại nhà hàng H+ Green VNUA cûa Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Website nằm trong chþĄng trình cûa Học viện hỗ trĉ một phần tiền ăn trþa cho cán bộ Học viện, phối hĉp vĆi nhà hàng H+ Green Vnua cho phép các cán bộ học viện có thể đăng kċ suất ăn trþa trăc tuyến, quét thẻ xác nhận dùng cĄm và thống kê, xuất báo cáo danh sách các cán bộ đã dùng cĄm theo một khoảng thąi gian nhất đðnh. Nhą có nhĂng þu điểm cûa ZK framework, chúng tôi có thể triển khai xây dăng website trong thąi gian ngắn, website có giao diện đẹp, tối þu hòa trải nghiệm ngþąi dùng nhą các thành phần giao diện hỗ trĉ mạnh bći ZK framework. Trần Trung Hiếu, Phạm Quang Dũng, Đỗ Thị Nhâm 495 Hình 10. Hình ảnh giao diện website đặt cơm vnua Website phýc vý cho hĄn 10.00 cán bộ cûa Học viện đăng kċ ăn trþa và quét thẻ xác nhận hàng ngày, việc xuất báo cáo theo tháng vĆi file excel cĈ lĆn chĀa tÿ 3.000 đến 4.500 bản ghi dĂ liệu. Website vẫn hoạt động tốt kể tÿ khi triển khai tháng 9/2019 đến nay (tháng 6/2020). Trong thąi gian xây dăng website, chúng tôi gặp rất ít lỗi phải sāa và trong thąi gian tÿ khi triển khai, cüng cò rất ít lỗi phải bảo trì, điều này có đþĉc cüng nhą một phần ć tính þu việt cûa công nghệ ZK framework. Website có thể truy cập vào tÿ đða chî: Hiện chúng tôi đang tiếp týc vận dýng công nghệ ZK framework vào một đề tài cấp Học viện để phát triển website cho khoa Công nghệ thông tin. Đề tài sẽ hoàn thành vào tháng 12/2020 5. KẾT LUẬN Trong bài báo này, chúng tôi đã đþa ra đþĉc phþĄng pháp so sánh hiệu năng cûa hai framework tiêu biểu trong nhóm các server- centric java web framework hþĆng đến một lăa chọn sā dýng. Các kết quả đþa ra phản ánh khách quan hiệu năng cûa hai Āng dýng đþĉc xây dăng bći mỗi framework. Qua kết quả kiểm thā hiệu năng, chúng tôi thấy đþĉc ZK framework tối þu hĄn về mặt thąi gian phản hồi và phần trăm sā dýng CPU. Điểm trÿ cûa ZK framework so vĆi JSF framework là ć dung lþĉng bộ nhĆ sā dýng, ZK framework sā dýng dung lþĉng bộ nhĆ nhiều hĄn nhþng điểm này hoàn toàn có thể chấp nhận đþĉc khi thăc tế số lþĉng ngþąi dùng lĆn cùng truy cập vào Āng dýng trong 1 giây là ít xảy ra và bộ nhĆ cûa máy chû thþąng lĆn tÿ 32GB đến 2TB. HĄn nĂa, nếu ngþąi dùng có điều kiện sā dýng các phiên bản thþĄng mại cûa ZK framework, tốc độ phản hồi và dung lþĉng bộ nhĆ sā dýng cñn đþĉc cải thiện nhiều. Cuối cùng, tổng hĉp tất cả các so sánh þu nhþĉc điểm, chúng tôi quyết đðnh lăa chọn ZK framework cho xây dăng Āng dýng cûa nhóm. Ứng dýng đã xây dăng thành công giảm thiểu công sĀc và thąi gian, Āng dýng hiện đang hoạt động tốt, ổn đðnh, đáp Āng nhanh, phýc vý cho công việc thăc tế cûa cán bộ Học viện. So sánh hiệu năng của các framework tập trung xử lý phía máy chủ trên nền tảng web với công nghệ Java và ứng dụng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam 496 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bài báo trên, các tác giả xin bày tó ląi cảm Ąn đến Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã phê duyệt đề tài cấp Học viện, mã số T2020-10-44. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1&1 IONOS Inc (2017). Web frameworks – overview and classification. Retrieved from https://www.ionos.com/digitalguide/websites/web- development/web-frameworks-an-overview on June 15, 2020. Abdullah J.M., Mohammed M.A. & Muhammed D.A. (2015). Java 8 New Features Improvements and Complications. Int. J. of Multidisciplinary and Current research. Bathia S. (2018). PSD: Professional Scrum Developer Question Bank and Reference Guide. Retrieved from https://books.google.com.vn/books?id=a4C3 DwAAQBAJ&printsec=copyright&redir_esc=y#v =onepage&q&f=false on June 17, 2020. Ciugudean M. & Gorgan D. (2016). Methodology for Identification and Evaluation of Web Application Performance Oriented Usability Issues. Revista Romana de Interactiune Om- Calculator. 9(2):155-176. Guru99 (2020). How to Use JMeter for Performance & Load Testing. Retrieved from https://www.guru99.com/jmeter-performance- testing.html on June 15, 2020. Hamed O. & Kafri N. (2009). Performance Prediction of Web Based Application Architectures Case Study:.NET vs. Java EE. International Journal of Web Applications. 1(3): 146-156. Jha N. & Popli R. (2017). Comparative analysis of web applications using JMeter. International Journal of Advanced Research in Computer Science. 8(3). Oracle (2020). Command Line Reference. Retrieved from https://docs.oracle.com/cd/E13150_01/ jrockit_jvm/jrockit/jrdocs/refman/optionX.html on June 15, 2020. Oracle (2020). Java Platform, Standard Edition HotSpot Virtual Machine Garbage Collection Tuning Guide. Retrieved from https://docs.oracle. com/ javase/8/docs/technotes/guides/vm/gctuning/ considerations.html on June 15, 2020. Oracle (2020). VisualVM home page. Retrieved from https://visualvm.github.io on June 15, 2020. Perforce Software, Inc (2020). Best Java frameworks. Retrieved from https://www.jrebel.com/blog/best- java-frameworks on June 15, 2020. Potix (2020). Faster And Lighter, The Performance Test On ZK8. Retrieved from https://www.zkoss.org/wiki/Small_Talks/2015/Sep tember/Faster_And_Lighter,_The_Performance_T est_On_ZK8 on June 15, 2020. Potix (2020). Our Story. Retrieved from https://www.zkoss.org/support/about on June 15, 2020. Potix (2020). ZK home page. Retrieved from https://www.zkoss.org, on June 15, 2020. PrimeTek Informatics (2020). Choose a Product to View Available Templates. Retrieved from https://www.primefaces.org/store on June 15, 2020. PrimeTek Informatics (2020). Prime faces home page. Retrieved from https://www.primefaces.org on June 15, 2020. Qing S. (2012). Web Performance Testing with Apache Jmeter. Intelligent Computer and Applications, 2. RedHat (2020). RichFaces home page. Retrieved from https://richfaces.jboss.org on June 15, 2020. Scholtz B. & Tijms A. (2018). The Definitive Guide to JSF in Java EE 8: Building Web Applications with JavaServer Faces. Apress. Shan T.C. & Hua W.W. (2006). Taxonomy of java web application frameworks. In 2006 IEEE International Conference on e-Business Engineering (ICEBE'06). IEEE. pp. 378-385. SoftwareTestingHelp (2020). Performance Testing Vs Load Testing Vs Stress Testing (Difference). Retrieved from https://www.softwaretestinghelp. com/what-is-performance-testing-load-testing- stress-testing on June 15, 2020. The Apache Software Foundation (2020). Apache Jmeter home page. Retrieved from https://jmeter.apache.org on June 15, 2020. The Apache Software Foundation (2020). Apache Tomcat 9 Configuration Reference. Retrieved from https://tomcat.apache.org/tomcat-9.0- doc/config/http.html on June 15, 2020. Try QA (2020). What is Load testing in software testing? Examples, How To Do, Importance, Differences. Retrieved from is-load-testing-in-software on June 15, 2020. Vosloo I., & Kourie D.G. (2008). Server-centric web frameworks: An overview. ACM Computing Surveys (CSUR). 40(2): 1-33.
File đính kèm:
- so_sanh_hieu_nang_cua_cac_framework_tap_trung_xu_ly_phia_may.pdf