题 目: 提高客户机/服务器应用系统性能的一些方法
陈霞 罗铁坚

摘 要 客户机/服务器的应用逻辑设计是否合理,直接影响到客
户机/服务器方式应用系统的处理性能。本文以Oracle 7服务器为平
台提出一些方法,以确定如何划分应用逻辑,使客户机/服务器应用系
统有较高的处理效率。
关键词 PL/SQL 触发子 客户机/服务器

一、问题的提出
80年代末到90年代初,许多应用系统从主机终端方式、文件共享
方式向客户机/服务器方式过渡。客户机/服务器系统比文件服务器系
统能提供更高的性能,因为客户机和服务器将应用的处理要求分开,同
时又共同实现其处理要求(即"分布式应用处理")。服务器为多个客户
机管理数据库,而客户机发送请求和分析从服务器接收的数据。在一
个客户机/服务器应用中,数据库服务器是智能化的,它只封锁和返回
一个客户机请求的那些行,保证了并发性,使网络上的信息传输减到最
少,因而可以改善系统的性能。
在客户机/服务器系统中,应用的处理是分布在网络上的,所以在
设计客户机方数据库应用程序时,若把过多的负担加在网络上,没有充
分利用数据库的存储过程,没有把网络访问最小化,结果是应用程序要
执行过多的网络I/O,使网络饱和,从而降低了整个系统的性能。要开
发好的客户机/服务器应用系统,必须搞清楚如何在组成系统的各部分
之间分布应用功能。
本文提出一些方法来确定客户机/服务器数据库系统中哪些功能
应放在哪里实现。客户机应用程序主要侧重于用某种方便用户的方式
表示和(或)分析数据。开发客户机应用程序时,网络传输量是应重点
考虑的问题之一。应注意应用程序如何向数据库服务器发送信息或从
数据库服务器接收信息以及发送和接收多少数据。通常客户机/服务
器系统上网络I/O是应用程序性能的瓶颈,一个应用程序引起的网络上
I/O越少,应用及整个系统的运行情况越好。要从一个客户机应用中消
除不必要的网络传输量,需要理解和利用SQL命令及数据库上的其它一
些特征。

二、一个例子
下面,我们来考虑这样一个例子:一个数据库应用程序完成显示每
个销售订单的所有行的金额合计。
一般算法分两步:
(1)每行项目中数量乘以单价=金额;
(2)把每行金额累加。
第一种方法:
每次一行,然后,用应用程序累加,即
SELECT orderid, quantity ,unitprice
FROM item ,stock
WHERE stock.id=item.id
ORDER BY orderid
结果为:
orderid quantity unitprice
1 1 6.03
1 1 21.4
1 4 87.12
2 2 8.97
2 3 21.4
采用这种方法,若业务量增大,则其网络的传输量相应增大。
第二种方法:
让数据库服务器进行计算,然后只把结果从网上取过来,即:
SELECT orderid ,SUM(quantity *unitprice)
FROM item , stock
WHERE item.id=stock.id
GROUP BY orderid
ORDER BY orderid
结果为:
orderid SUM(quantity*unitprice)
1 265.87
2 82.14
如上所示,由于第二种查询使用了一个SQL的组合,即一个SQL函数
(SUM)以及一个GROUP BY子句,让服务器来执行计算。因此,只需从网
上传输较少的数据。
这个简单例子说明:

1.在客户机/服务器环境中如何用SQL函数减少网络上的传输量;
2.开发人员必须完全熟悉SQL才能做出好的客户机数据库应用程
序。
三、提高性能的方法
下面我们介绍几种提高性能的方法。

1.使用完整性约束
所有客户机应用程序必须遵循一系列预先定义的数据完整性规划
及业务规则,以保证所有数据库数据是合法的。可以使用两种方法来
实施一个简单的完整的规则:让应用程序执行完整性检查;使用Oracle
7的完整性约束。
(1)让应用程序执行完整性检查
例如,任何一个订单( orders)的顾客号必须是客户机表( custom
er)中的顾客户机号。这是一个最简单的引用完整性,可以用应用程序
本身执行完整性检查。
DECLARE
flag INTEGER;
BEGIN
SELECT id INTO flag
FROM customer
WHERE id=3
FOR UPDATE OF id;
IF SQL%FOUND THEN
INSERT INTO orders
VALUES(5,3,SYSDATE,null,null,'F');
-- 其他应用逻辑
COMMIT;
END IF;
END;
这个过程只是在应用程序内部用于实施引用完整性规则的一种方
法,但可以看出,为实施一个简单的完整性规则,应用程序要花大量的
时间通过网络来请求和发送数据。
(2)使用Oracle 7的完整性约束
CREATE TABLE orders
(
id INTEGER PRIMARY KEY,
customer id INTEGER NOT NULL REFERENCES customer,
orderdate DATE NOT NULL,
shipdate DATE DEFAULT SYSDATE,
paidate DATE DEFAULT SYSDATE,
status CHAR(1) DEFAULT ‘F' CHECK(status IN(‘F'
,‘B'))
);
实施简单完整性规则(如引用完整性)的更好方法是使用Oracle 7
的完整性约束。该方法的好处是明显的:
①定义一个表的同时,方便地建立完整性约束,开发人员不需为实
施一个简单的完整性规则而创建测试、排错复杂的数据完整性逻辑,
提高了工作效率;
②用集中化的方法实现完整性规则;
③无需任何网络I/O,客户机/服务器系统也就不会因为网络访问
而降低性能。
2.使用数据库触发器
应用程序经常需要实施复杂的业务规则,这些规则无法用完整性
规则表示,所以最好不要按照常规思路在应用程序中实施完整性规则;
而是用数据触发子(triggers)来实施业务规则。其优点是容易创建,
可集中进行规则实施,避免不必要的网络I/O。
利用数据库触发子可以使其他一些应用程序集中化和自动化。
比如,计算item 表中的total 列的值是所订零件的数量乘以零件的单
价,而零件单价存放在stock表中,当插入一个新的行项目时,应用程序
计算total列的值有两种方法。
方法一:让应用程序通过SQL命令执行这个操作
DECLARE total REAL;
BEGIN
SELECT unitprice*quantity INTO total
FROM stock, item
WHERE id=4;
INSERT INTO item VALUES(...);
END
应用程序通过网络发出请求,取得某一些零件单价,然后插入这个
含有该行计算值(tota l)的行。修改item表中某行数量值,应用程序
需要包含相似的逻辑来计算。此外,多个用户还可能同一时刻插入和
修改订单。总之,用这种方法来计算total 列时会在客户机/服务器系
统中产生大量的网络传输。
方法二:用数据库触发子, 从一个行项目自动导出total 的值,
当用户在item表中插入新行或修改quantity时,无需任何网络访问。
CREATE TRIGGER Linetotal
BEFORE INSERT OR UPDATE OF quantity,stockid
ON item
FOR EACH ROW
DELARE
itemprice REAL;
BEGIN
SELECT unitprice
INTO itemprice
FROM stock
WHERE id=:new.stockid;
:new.tolal:=new.quantity*itemprice;
END linetotal;
当创建触发器linetotal后, 应用开发人员在编写应用程序时就
不需考虑保持total列为最新值的问题,而且网络数据库上所有应用都
会因此受益。
3.利用过程和包优化性能
这里主要讨论如何利用完整性约束和数据库触发器把应用逻辑移
到数据库服务器中执行以便减少网络I/O,提高性能。
其它类型应用处理逻辑分布到数据库服务器亦可以减少客户机/
服务器应用中的网络I/ O,应用程序不必再用包含多个网络操作的SQL
语句去执行数据库服务器操作,而是简单且有效地调用存储过程。包
是一种用来把多个有关的过程在数据库中封装起来的方法。
下面是用SQL和用存储过程例子的差异:
例如要插入某些行项目的订单,用SQL实现过程:
INSERT INTO orders VALUES(...)
INSERT INTO item VALUES(1,..)
UPDATE stock SET onhand=...
INSERT INTO orders VALUES(...)
INSERT INTO item VALUES(2,..)
UPDATE stock SET onhand=...
INSERT INTO orders VALUES(...)
INSERT INTO item VALUES(3,..)
UPDATE stock SET onhand=...
COMMIT;
要创建一个新销售订单并插入它的三个行项目,应用程序必须用7
个不同的的SQL语句来实现,每个语句都要通过网络传输数据,要减少
这些SQL语句在客户机/服务器系统中产生的网络传输量,可以创建两
个简单的过程来插入订单及行项目。
CREATE PROCEDURE placeorder(custid IN INTEGER) AS
BEGIN
INSERT INTO orders
VALUES(orderseq.NEXTVAL,custid,SYSDATE,null,null,‘F
');
END placeorder;
CREATE PROCEDURE placeitem
(itemid IN INTEGER,partid IN INTEGER, quan IN INTEGER)
AS
BEGIN
INSERT INTO item(id,orderid,stockid,quantity)
VALUES(itemid,orderseq.CURRVAL,partid,quan);
UPDATE stock
SET onhand=onhand-quan
WHERE id=partid;
END placeitem;
应用程序只需简单调用这几个过程。
Placeorder(3);
Placeitem(1,3,2);
Placeitem(2,8,1);
Placeitem(3,9,3);
当一个应用程序调用存储过程时,通过网络发送的数据只有过程
调用及参数。
本文提出的提高客户机/服务器应用系统性能的方法,主要是采用
合理分布处理逻辑于客户机端与服务器端,并充分利用数据库服务器
来提高执行速度。该方法的有效性,已在我们开发的多项客户机/服务
器应用系统中得到证实。此外,在提高性能的措施和方法中,SQL语句
的查询优化问题也不可忽视。综合上述两种方法,才能从根本上提高
客户机/服务器应用系统的性能。

参考文献
1 Steven M.Bobrowski. Mastering Oracle7 & Client/Server
Computing, SYBEX I nc. 1995.
2 Michael J. Corey etc. Oracle数据库性能优化技术,学苑
出版社,1994.