量化分析Ajax性能與應用決策

陳小奎，方賢文

(安徽理工大學 理學院，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web開發中采用的同步的方式［1］。Ajax的原理簡單說來就是通過XmlHttpRequest對象來向服務器發異步請求，從服務器獲得數據，然后用javaScript來操作DOM而更新頁面數據，達到不刷新整個頁面而更新了頁面數據的功能［2］。

Ajax的優點主要是:

(1)頁面無刷新前提下實現了頁面內與服務器通信，給用戶體驗非常好［3］。

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

(3)可以把以前一些服務器負擔的工作轉嫁到客戶端，減輕服務器的負擔［5］。

Ajax技術的缺點主要有:

(1)Ajax技術破壞了瀏覽器的后退機制［6］。

(2)Ajax技術建立了一個對企業數據的直接通道。暴露比傳統網頁更多的數據和服務器邏輯［7］。

(3)違背了URL的初衷。一個采用了Ajax技術URL地址下看到的內容可能是不同的，這和統一資源定位的初衷是相背離的［8］。

當使用Ajax技術來開發一個動態網站系統時，需要考慮Ajax的執行效率、可靠性和可維護性等方面。當前國內外對Ajax技術的研究主要在討論該技術的優點和定性的分析其性能指標［9］。這也造成了Ajax技術濫用現象，很多開發人員不考慮實際需要盲目的將這項技術強加在網站系統中，加大了系統開發和維護的難度，增加了系統運行的負擔［10］。本文設計一個實驗網站，測定數據庫服務耗時和網絡響應時間，建立數學模型定量的分析Ajax性能，嘗試給出網站開發各功能模塊中是否使用Ajax技術的建議，以構建一個更高效系統。

1 實驗設計

Ajax技術在Web站點中的最常用的應用方面是注冊賬號的時候檢測用戶名是否重復，郵箱是否重復，多級下拉菜單的讀取。本文主要針對檢測用戶名是否重復方面設計一個實驗網站，并租用網絡空間發布該網站，以測得第一手數據。

1.1 實驗平臺的搭建

本文中實驗采用當前Web開發中較常用的JSP技術，實驗服務器環境Apache、Tomcat6.0、MySQL5.5數據庫，開發工具采用MyEclipse6.5。并將項目發布到租用空間，實驗多次用到數據庫操作，將數據庫封裝成DBLink.java類，其部分關鍵代碼如下:

1.2 檢驗重復模塊實驗設計

檢驗重復模塊實驗從程序執行時間設計，共設計了三個實驗。

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

執行實驗一程序測得數據如表1所示。利用添加記錄數和平均耗時構造成一系列離散點，并擬合成一條直線，如圖1所示。

表1 數據庫更新操作時間測定實驗數據表

圖1 MySQL數據庫更新操作耗時統計圖

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

執行實驗二程序測得數據如表2所示。利用添加記錄數和平均耗時構造成一系列離散點，并擬合成一條直線，如圖2所示。

表2 數據庫查詢操作時間測定實驗數據表

圖2 MySQL數據庫查詢操作耗時統計圖

由得到的直線方程可以計算出查詢操作時打開和關閉數據庫時間和查詢數據庫一條記錄的時間。

通過實驗一和實驗二測算出的數據是針對于特定的Web站點運行環境的，網站開發人員可以依據項目實際運行環境應用這兩個實驗方法測算出相應數據。

2 建模分析Ajax性能

2.1 Ajax技術的程序流程分析

在通過實驗獲得了網站執行效率的數據后，對傳統網頁和應用了Ajax的網頁的程序流程進行對比來建立數學模型。傳統網頁實現用戶注冊流程為用戶點擊注冊后打開數據庫后，遍歷記錄判斷用戶名是否重復，若重復則提示重復返回注冊頁面重新輸入，不重復則直接添加用戶，然后關閉數據庫。流程如圖3所示。

應用Ajax技術的網頁實現用戶注冊流程為用戶輸入用戶名后異步訪問檢測頁面，打開數據庫后，遍歷記錄判斷用戶名是否重復，重復則返回提示信息，不重復則提示用戶名可用信息，關閉數據庫。點擊添加按鈕確定時再次打開數據庫添加注冊信息，然后關閉數據庫，流程如圖4所示。

圖3 傳統網頁注冊用戶流程圖

圖4 應用Ajax技術的網頁注冊用戶流程圖

2.2 模型構建

設傳統網頁服務器處理注冊時數據庫耗時為Tt，那么用戶名不重復時Tt=To+Ts+Ti+Tc;用戶名重復時Tt=To+Ts+Tc+Td。其中To為打開數據庫所需要時間，Ts為遍歷搜索輸入信息是否重復的時間，Ti為數據庫添加記錄的時間，Tc為數據庫關閉時間，Td為頁面重定向時間，Td可以由實驗三測算出來。

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

target.jsp中部分關鍵的代碼如下:

設應用了Ajax技術網頁服務器處理注冊時數據庫耗時為Ta，那么用戶名不重復時Ta=2To+Ts+Ti+2Tc;用戶名重復時Ta=To+Ts+Tc。其中To為打開數據庫所需要時間，Ts為遍歷搜索輸入信息是否重復的時間，Ti為數據庫添加記錄的時間，Tc為數據庫關閉時間。

通過以上分析，在重復可能性較少時，傳統網頁的服務器負擔更小，重復可能性較大時，應用Ajax技術則更有優勢。我們假設重復率為h，那么傳統網頁處理注冊時服務器平均耗時

應用了Ajax技術網頁服務器處理注冊時數據庫平均耗時

3 結語

本文通過搭建JSP的實驗平臺并通過兩個實驗測算出服務器在處理數據庫添加和查詢時平均耗時，分析傳統網頁與應用了Ajax技術的網頁的程序流程，建立相應的數學模型，提供了模型中所需要參數的計算方法和實驗。本文中不足是注冊重復率的估算還不夠精確，應用概率論知識測算重復率是我們進一步研究的內容。

［1］Mesbah A，Bozdag E，van Deursen A.Crawling AJAX by inferring user interface state changes［C］//Web Engineering，2008.ICWE＇08.Eighth International Conference on.IEEE，2008:122-134.

［2］Duda C，Frey G，Kossmann D，et al.AJAX crawl:making AJAX applications searchable［C］//Data Engineering，2009.ICDE＇09.IEEE 25th International Conference on.IEEE，2009:78-89.

［3］Singh A K.Ajax Asynchronous Database Refresh［J］.International Journal of Information，2012，2(8):669-703.

［4］裴生雷.Ajax+JSP開發模式的研究及應用［J］.計算機技術與發展，2013，23(1):242-245.

［5］張濤，黃強，毛磊雅，等.一個基于JSON的對象序列化算法［J］.計算機工程與應用，2007，43(15):98-100.

［6］Wusteman J，O＇hlceadha P.Using Ajax to Empower Dynamic Searchinb［J］.Information Technology and Libraries，2013，25(2):57-64.

［7］Zepeda J S，Chapa S V.From desktop applications towardsajax web applications［C］//Electrical and Electronics Engineering，2007.ICEEE 2007.4th International Conference on.IEEE，2007:193-196.

［8］譚力，楊宗源，謝瑾奎.Ajax技術的數據響應優化［J］.計算機工程，2010，36(7):52-54.

［9］Stepien B，Peyton L，Xiong P.Framework testing of web applications using TTCN-3［J］.International Journal on Software Tools for Technology Transfer，2008，10(4):371-381.

［10］Roest D，Mesbah A，van Deursen A.Regression testingAjax applications:Coping with dynamism［C］//Software Testing，Verification and Validation(ICST)，2010 Third International Conference on.IEEE，2010:127-136.