CN111240961A - 一种基于电网大数据平台的数据库性能测试系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于电网大数据平台的数据库性能测试系统和方法，所述系统包括：数据模板生成模块，数据库性能测试模块，结果生成模块。该系统和方法能够大幅降低人工测试参与工作量大、主观性强、测试效率低等问题，全面提升测试的规范化和自动化程度，实现针对于电网大数据特点及数据集成需求的灵活、可靠的数据库测试系统，为数据库全面评估、选择以及性能优化提供可靠依据，为电网安全稳定运行和决策提供有效的技术支撑。

Description

一种基于电网大数据平台的数据库性能测试系统和方法
技术领域
本发明属于电力测试技术领域，具体涉及一种基于电网大数据平台的数据库性能测试系统和方法。
背景技术
随着智能电网的迅速发展，卫星对时技术与通信技术在电力行业广泛运用，广域测量系统(WAMS)基于同步相量测量单元高精度同步采集广域电网的运行数据，为满足数据的综合使用需求，大数据平台亟需整合广域监测数据，并结合其他电网调控系统数据，形成统一的、有组织的共享资源，以及集中的数据服务环境，有利于从中分析、挖掘出有价值的信息与规律，为电网安全稳定运行和决策提供有效的技术支撑。
大数据平台的构建实现了数据的一体化存储、管理和应用，支持传统关系数据库、Hive、Hbase等多类数据库，为保证海量动态数据存储、检索、压缩等功能的有效性、可靠性以及高质量的数据服务，充分满足大数据平台和广域测量系统对海量高频采样电力信息快速存储、高效检索的实际需求，有必要面向WAMS数据对HBase数据库的存储、查询、负载等能力进行全面且规范的性能测试，为数据库全面评估、选择以及性能优化提供可靠依据。然而，目前数据库测试工具多针对于传统关系数据库，测试规则缺乏定制化设计，且测试数据不贴合真实数据。因此，结合智能电网业务和数据特点，研发一种面向电网广域监测系统(WAMS)数据的HBase数据库性能测试系统及方法，具有重要的现实意义。
发明内容
电网大数据平台整合分散于不同业务系统的多源异构数据，为全面且规范的测试大数据平台对海量高频采样WAMS数据的存储、查询能力，本发明提供一种基于电网大数据平台的数据库性能测试系统，包括：
数据模板生成模块，包括通用数据模板生成单元和自定义数据模板生成单元，用于定义数据生成格式和生成模板文件；其中，所述通用数据模板生成单元通过设置表名、列族名、列的个数及大小生成数据模板配置文件，其他参数采用默认方式系统随机生成；所述自定义数据模板生成单元针对电网WAMS数据业务应用测试场景设置Rowkey的组成方式、列的大小以及数据值类型，通过确定每一字段对应的约束规则生成数据模板配置文件；
数据库性能测试模块，用于通过数据模板自动生成测试数据，同时加载被测数据库的API，按照规定的测试约束规则生成相应的事务执行语句进行数据库性能测试，实时显示测试进度和测试结果；其中，所述测试约束规则包括通用测试规则集和业务测试规则集；数据库性能测试模块进一步包括数据写入测试单元和数据查询测试单元，分别用于提供数据写入测试和数据查询测试；
结果生成模块，用于针对不同测试类别的测试场景分别给出不同的测试结果描述，并将最终测试结果导出和存储，自动生成测试结果文档。
另一方面，本发明还提供一种基于电网大数据平台的数据库性能测试方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，进行定义数据生成格式和生成模板文件，将模板文件导入数据库性能测试模块；
步骤2，读取并解析所述数据模板生成模块导入的模板文件，所述模板文件包含数据模板配置文件；
步骤3，按照数据模板配置文件中描述的数据结构，自动生成测试数据并写入HBase数据库；
步骤4，根据测试用例设置或修改测试约束规则配置文件中的参数以设置测试约束规则；一个配置文件描述一个测试用例；
步骤5，进行数据库连接正确性校验，调用HBase对应的JDBC，获取数据库连接信息，若连接成功即返回true，反之返回false；其中，数据库连接信息至少包括：数据库类型、IP、端口、用户名、密码；
步骤6，执行测试任务，对测试约束规则配置文件进行解析，获取具体测试内容信息，若为读写更新的单类型任务操作，则调用相应任务类型的基础函数库进行测试，获取测试结果；若为读写更新的多类型组合任务操作，则分别调用各自任务类型的基础函数库，按任务分配比例同时进行测试，获取测试结果；其中，所述具体测试内容信息至少包括：待测表名、列族名、操作执行总数、事务操作类型、事务操作比例；测试过程中实时显示测试进度和测试结果，对操作执行时间、操作执行的吞吐量、操作执行总数、每次操作平均延迟时间以及操作成功返回数进行展示，
步骤7，针对不同测试类别的测试场景分别得到不同的测试结果描述，将最终测试结果导出和存储，自动生成测试结果文档；所述测试结果文档包括：由所述数据库性能测试系统在执行的每个指定性能测试所统计的性能统计信息、数据库性能测试的结果信息，用于执行测试的测试脚本及被测数据库执行的操作，所被测数据库的数据库环境参数。
步骤8，执行测试分析以分析测试结果文档中的信息，判断数据库性能测试结果是否位于预设的合理区间内，依据判断结果生成测试分析报告。
该基于电网大数据平台的数据库性能测试系统和方法，可以按照约束规则模板自动生成符合WAMS数据格式的海量测试数据，通过综合分析WAMS数据整合和集成需求，并结合电网业务数据特点，在数据库性能测试模块中设计并实现两大类测试规则，包括通用测试规则集和业务测试规则集，能够支持多种测试场景，并且根据业务需求可以任意将设置读写比例、线程数量，测试规则通过配置文件设置和修改，配置方便，具有较强的场景可扩展性，同时系统能够实时显示测试进度和测试结果，并将测试结果自动导出和存储，最终自动生成测试结果文档。该系统和方法能够大幅降低人工测试参与工作量大、主观性强、测试效率低等问题，全面提升测试的规范化和自动化程度，实现针对于电网大数据特点及数据集成需求的灵活、可靠的数据库测试系统，为HBase数据库全面评估、选择以及性能优化提供可靠依据，为电网安全稳定运行和决策提供有效的技术支撑。
附图说明
图1本发明的系统框架图；
图2本发明的方法流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图参考实施例的描述，对本发明的方法和系统进行进一步的说明。
为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件，以免不必要地使实施例繁琐。
参见图1所示，本发明提供了一种基于电网大数据平台的数据库性能测试系统，包括：
数据模板生成模块，包括通用数据模板生成单元和自定义数据模板生成单元，用于定义数据生成格式和生成模板文件；其中，所述通用数据模板生成单元通过设置表名、列族名、列的个数及大小生成数据模板配置文件，其他参数采用默认方式系统随机生成；所述自定义数据模板生成单元针对电网WAMS数据业务应用测试场景设置Rowkey的组成方式、列的大小以及数据值类型，通过确定每一字段对应的约束规则生成数据模板配置文件；
数据库性能测试模块，用于通过数据模板自动生成测试数据，同时加载被测数据库的API，按照规定的测试约束规则生成相应的事务执行语句进行数据库性能测试，实时显示测试进度和测试结果；其中，所述测试约束规则包括通用测试规则集和业务测试规则集；数据库性能测试模块进一步包括数据写入测试单元和数据查询测试单元，分别用于提供数据写入测试和数据查询测试；
结果生成模块，用于针对不同测试类别的测试场景分别给出不同的测试结果描述，并将最终测试结果导出和存储，自动生成测试结果文档。
优选地，其中，所述数据库性能测试支持insert、read、scan、update中的一种或多种测试场景。
优选地，其中，所述被测数据库包括面向电网WAMS数据的HBase数据库。
优选地，其中，所述测试约束规则依据HBase表结构设计原则和电网WAMS数据逻辑结构制定。
优选地，其中，所述测试约束规则通过设置或修改其配置文件中的参数进行设置，配置文件中的参数包括：测试数据集的记录条数、测试过程中执行操作总数、所需操作字段，读写更新比例、请求分布方式以及线程数量中的一种或多种；所述测试约束规则涵盖的测试大类包括数据库读写更新的单类型操作和/或多类型组合操作。
优选地，其中，所述通用测试规则包括：不同量级数据写操作测试、不同量级数据读操作测试、数据扫描操作测试中的一种或多种；所述业务测试规则包括：秒级WAMS数据写入测试、分钟级WAMS数据写入测试、多测点秒级WAMS数据查询测试、多测点1秒内第0毫秒WAMS数据查询测试、多测点分钟/小时级别数据查询测试中的一种或多种。
优选地，其中，所述数据库性能测试模块，集成数据模板导入接口、数据库服务加载接口和测试规则集接入接口，对不同类型的配置文件进行验证和整合，通过所述数据模板获取对应的表和表结构，根据加载的数据库类型将被测数据库的API转为所述数据库性能测试系统的API，按照测试约束规则生成相应的事务执行语句，调用相应测试单元的服务，向服务器端发出测试请求进行测试。
参见图2所示，本发明提供了一种基于电网大数据平台的数据库性能测试方法，通过数据库性能测试系统实现，所述方法包括以下步骤：
步骤1，进行定义数据生成格式和生成模板文件，将模板文件导入数据库性能测试模块；
步骤2，读取并解析所述数据模板生成模块导入的模板文件，所述模板文件包含数据模板配置文件；
步骤3，按照数据模板配置文件中描述的数据结构，自动生成测试数据并写入HBase数据库；
步骤4，根据测试用例设置或修改测试约束规则配置文件中的参数以设置测试约束规则；一个配置文件描述一个测试用例；
步骤5，进行数据库连接正确性校验，调用HBase对应的JDBC，获取数据库连接信息，若连接成功即返回true，反之返回false；其中，数据库连接信息至少包括：数据库类型、IP、端口、用户名、密码；
步骤6，执行测试任务，对测试约束规则配置文件进行解析，获取具体测试内容信息，若为读写更新的单类型任务操作，则调用相应任务类型的基础函数库进行测试，获取测试结果；若为读写更新的多类型组合任务操作，则分别调用各自任务类型的基础函数库，按任务分配比例同时进行测试，获取测试结果；其中，所述具体测试内容信息至少包括：待测表名、列族名、操作执行总数、事务操作类型、事务操作比例；测试过程中实时显示测试进度和测试结果，对操作执行时间、操作执行的吞吐量、操作执行总数、每次操作平均延迟时间以及操作成功返回数进行展示，
步骤7，针对不同测试类别的测试场景分别得到不同的测试结果描述，将最终测试结果导出和存储，自动生成测试结果文档；所述测试结果文档包括：由所述数据库性能测试系统在执行的每个指定性能测试所统计的性能统计信息、数据库性能测试的结果信息，用于执行测试的测试脚本及被测数据库执行的操作，所被测数据库的数据库环境参数。
步骤8，执行测试分析以分析测试结果文档中的信息，判断数据库性能测试结果是否位于预设的合理区间内，依据判断结果生成测试分析报告。
本发明提供的数据库性能测试系统是基于电网大数据平台，通过综合分析WAMS数据整合和集成需求，并结合电网业务数据特点，设计并实现两大类测试单元，包括数据写入测试单元和数据查询测试单元，支持insert、read、scan、update多种测试场景。测试人员可以通过配置文件设置、修改数据生成模板和测试规则集，以及查看和导出测试结果。
该系统通过数据模板生成模块、数据库性能测试模块、结果生成模块三个部分实现面向WAMS数据的HBase数据库性能测试。数据模板生成模块用于定义数据生成格式，测试人员按照业务数据需求设定数据模板生成参数，将配置文件导入数据库性能测试模块，用于自动生成测试数据。数据库性能测试模块是该系统的核心，包括该系统具备的所有测试功能，主要涵盖两大类：数据写入测试和数据查询测试，支持insert、read、scan、update多种测试场景，并且根据业务需求可以任意将设置读写比例、线程数量，测试规则通过配置文件设置和修改，具有较强的测试场景可扩展性。结果生成模块针对不同测试类别的测试场景分别给出不同的测试结果描述，按照HBase等NoSQL官方的测试标准，结合电网大数据业务需求，实时显示测试进度和测试结果，并将测试结果自动导出和存储，自动生成测试结果文档。
数据库性能测试系统涉及的主要方面介绍如下：
数据模板
数据模板约束规则的设计依据是HBase表结构设计原则和电网WAMS数据逻辑结构，数据模板包括通用数据模板和自定义数据模板两种类型。通用数据模板通过设置表名、列族名、列的个数及大小生成数据模板配置文件，其他参数采用默认方式系统随机生成；自定义数据模板针对WAMS数据业务应用测试场景设置Rowkey的组成方式、列的大小以及数据值类型，通过确定每一字段对应的约束规则生成数据，使测试时准备数据的过程更简单、更易操作，节省数据准备的时间和成本。
数据模板用于定义数据生成的结构，测试人员按照业务数据需求设定数据模板的参数，测试过程中数据模板作为参数文件自动导入系统，系统按照配置文件规定的数据格式进行数据加载或插入测试。
测试规则集
测试规则集的设计依据是官方测试标准和电网大数据业务所覆盖的需求场景测试用例，涵盖insert、read、scan、update多种测试场景。测试规则通过配置文件进行设置和修改，可以任意设置测试数据集的记录条数、测试过程中执行操作总数、所需操作字段，读写更新比例、请求分布方式以及线程数量等参数。测试规则涵盖的测试大类包括数据库读写更新的单类型操作、读写更新的多类型组合操作，一个测试规则配置文件描述一个测试用例。
面向WAMS数据的HBase数据库性能测试内容包括通用测试规则集和业务测试规则集。其中通用测试规则如不同量级数据写操作测试、不同量级数据读操作测试、数据扫描操作测试等；业务测试规则如秒级WAMS数据写入测试、分钟级WAMS数据写入测试、多测点秒级WAMS数据查询测试、多测点1秒内第0毫秒WAMS数据查询测试、多测点分钟/小时级别数据查询测试等。
服务测试
本专利需要的数据生成约束规则和测试用例分别通过数据模板和测试规则生成，该模块集成数据模板导入接口、数据库服务加载接口、测试规则集接入接口，对三种类型的配置文件进行验证和整合，通过数据模板获取对应的表和表结构，同时根据加载的数据库类型将被测数据库的API转为本系统的API，最后按照测试规则生成相应的事务执行语句，调用相应测试单元的服务，向服务器端发出测试请求，进行测试。
测试过程中实时显示测试进度和测试结果，对操作执行时间、操作执行的吞吐量、操作执行总数、每次操作平均延迟时间以及操作成功返回数等进行展示，最终按照结果生成模块所需的数据格式返回结果数据，并将测试结果导出和存储，自动生成测试结果文档。
该基于电网大数据平台的数据库性能测试系统和方法，可以按照约束规则模板自动生成符合WAMS数据格式的海量测试数据，通过综合分析WAMS数据整合和集成需求，并结合电网业务数据特点，在数据库性能测试模块中设计并实现两大类测试规则，包括通用测试规则集和业务测试规则集，能够支持多种测试场景，并且根据业务需求可以任意将设置读写比例、线程数量，测试规则通过配置文件设置和修改，配置方便，具有较强的场景可扩展性，同时系统能够实时显示测试进度和测试结果，并将测试结果自动导出和存储，最终自动生成测试结果文档。该方法能够大幅降低人工测试参与工作量大、主观性强、测试效率低等问题，全面提升测试的规范化和自动化程度，实现针对于电网大数据特点及数据集成需求的灵活、可靠的数据库测试系统，为HBase数据库全面评估、选择以及性能优化提供可靠依据，为电网安全稳定运行和决策提供有效的技术支撑。
这里只说明了本发明的优选实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。

Claims (8)

1.一种基于电网大数据平台的数据库性能测试系统，其特征在于，包括：
数据模板生成模块，包括通用数据模板生成单元和自定义数据模板生成单元，用于定义数据生成格式和生成模板文件；其中，所述通用数据模板生成单元通过设置表名、列族名、列的个数及大小生成数据模板配置文件，其他参数采用默认方式系统随机生成；所述自定义数据模板生成单元针对电网WAMS数据业务应用测试场景设置Rowkey的组成方式、列的大小以及数据值类型，通过确定每一字段对应的约束规则生成数据模板配置文件；
数据库性能测试模块，用于通过数据模板自动生成测试数据，同时加载被测数据库的API，按照规定的测试约束规则生成相应的事务执行语句进行数据库性能测试，实时显示测试进度和测试结果；其中，所述测试约束规则包括通用测试规则集和业务测试规则集；数据库性能测试模块进一步包括数据写入测试单元和数据查询测试单元，分别用于提供数据写入测试和数据查询测试；
结果生成模块，用于针对不同测试类别的测试场景分别给出不同的测试结果描述，并将最终测试结果导出和存储，自动生成测试结果文档。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据库性能测试支持insert、read、scan、update中的一种或多种测试场景。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述被测数据库包括面向电网WAMS数据的HBase数据库。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测试约束规则依据HBase表结构设计原则和电网WAMS数据逻辑结构制定。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测试约束规则通过设置或修改其配置文件中的参数进行设置，配置文件中的参数包括：测试数据集的记录条数、测试过程中执行操作总数、所需操作字段，读写更新比例、请求分布方式以及线程数量中的一种或多种；所述测试约束规则涵盖的测试大类包括数据库读写更新的单类型操作和/或多类型组合操作。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通用测试规则包括：不同量级数据写操作测试、不同量级数据读操作测试、数据扫描操作测试中的一种或多种；所述业务测试规则包括：秒级WAMS数据写入测试、分钟级WAMS数据写入测试、多测点秒级WAMS数据查询测试、多测点1秒内第0毫秒WAMS数据查询测试、多测点分钟/小时级别数据查询测试中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据库性能测试模块，集成数据模板导入接口、数据库服务加载接口和测试规则集接入接口，对不同类型的配置文件进行验证和整合，通过所述数据模板获取对应的表和表结构，根据加载的数据库类型将被测数据库的API转为所述数据库性能测试系统的API，按照测试约束规则生成相应的事务执行语句，调用相应测试单元的服务，向服务器端发出测试请求进行测试。
8.一种基于电网大数据平台的数据库性能测试方法，通过如权利要求1-7之一的数据库性能测试系统实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，进行定义数据生成格式和生成模板文件，将模板文件导入数据库性能测试模块；
步骤2，读取并解析所述数据模板生成模块导入的模板文件，所述模板文件包含数据模板配置文件；
步骤3，按照数据模板配置文件中描述的数据结构，自动生成测试数据并写入HBase数据库；
步骤4，根据测试用例设置或修改测试约束规则配置文件中的参数以设置测试约束规则；一个配置文件描述一个测试用例；
步骤5，进行数据库连接正确性校验，调用HBase对应的JDBC，获取数据库连接信息，若连接成功即返回true，反之返回false；其中，数据库连接信息至少包括：数据库类型、IP、端口、用户名、密码；
步骤6，执行测试任务，对测试约束规则配置文件进行解析，获取具体测试内容信息，若为读写更新的单类型任务操作，则调用相应任务类型的基础函数库进行测试，获取测试结果；若为读写更新的多类型组合任务操作，则分别调用各自任务类型的基础函数库，按任务分配比例同时进行测试，获取测试结果；其中，所述具体测试内容信息至少包括：待测表名、列族名、操作执行总数、事务操作类型、事务操作比例；测试过程中实时显示测试进度和测试结果，对操作执行时间、操作执行的吞吐量、操作执行总数、每次操作平均延迟时间以及操作成功返回数进行展示，
步骤7，针对不同测试类别的测试场景分别得到不同的测试结果描述，将最终测试结果导出和存储，自动生成测试结果文档；所述测试结果文档包括：由所述数据库性能测试系统在执行的每个指定性能测试所统计的性能统计信息、数据库性能测试的结果信息，用于执行测试的测试脚本及被测数据库执行的操作，所被测数据库的数据库环境参数。
步骤8，执行测试分析以分析测试结果文档中的信息，判断数据库性能测试结果是否位于预设的合理区间内，依据判断结果生成测试分析报告。
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Inventor after: Xia Wenyue

Inventor after: Li Yujia

Inventor after: Wang Jiaqi

Inventor after: Wang Yan

Inventor after: Zhang Linpeng

Inventor after: Ye Ruili

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Inventor after: Di Fangchun

Inventor after: Huang Yunhao

Inventor after: Li Dapeng

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