EA2013 Benchmarks Web

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Présentation

  • Enseignants : Georges-Pierre Bonneau, Didier Donsez (EA2013)
  • Auteur : FENG Xu <Xu.Feng@e.ujf-grenoble.fr>
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Abstract

The TPC (Transaction Processing Performance Council) defines transaction processing and database benchmarks, and delivers trusted results to the industry. TPC-W, which is obsolete since 2005 but still useful for pedagogic objectives, is one of the benchmarks which evaluates the performance of an e-commerce website. The compilation of the TPC-W generates in an automatic way a Servlet application of an e-commerce website, as well as the database of the website. This application can be deployed in different Servlet containers, such as Apache Tomcat, Eclipse Jetty and Oracle GlassFish. The performance of the website can be measured by the load injector Apache JMeter. This study may help many e-commerce projects a lot.

Keywords

benchmark, TPC-W, JMeter, Servlet container, web server, Tomcat, Jetty, GlassFish, Grizzly


Résumé

Le conseil TPC (Transaction Processing Performance Council) définit des benchmarks web de traitement transactionnel et de base de données, et délivre résultats fidèles à l’industrie. TPC-W, qui est obsolète depuis 2005 mais sert toujours aux objectifs pédagogiques, est un des benchmarks qui évalue la performance d’un site web e-commerce. La compilation du TPC-W génère de manière automatique une application Servlet d’un site web e-commerce, ainsi que la base de données du site. Cette application peut être déployé sur différents conteneurs Servlet, par exemple, Apache Tomcat, Eclipse Jetty et Oracle GlassFish. La performance du site peut être mesurée en utilisant l’injecteur de charge Apache JMeter. Cette étude aiderait beaucoup les projets e-commerce.

Mots-clés

benchmark, TPC-W, JMeter, conteneur Servlet, serveur web, Tomcat, Jetty, GlassFish, Grizzly


Synthèse

Benchmarks web

Le conseil TPC (Transaction Processing Performance Council) définit des benchmarks web de traitement transactionnel et de base de données, et délivre résultats fidèles à l’industrie. Il a défini une série de benchmarks : TPC-C, TPC-DS, TPC-E, TPC-H, TPC-VMS, TPC-Pricing, TPC-Energy, et les obsolètes TPC-A, TPC-B, TPC-D, TPC-R, TPC-W et TPC-App.

TPC-W

Le TPC-W défini par le TPC, qui est obsolète depuis 2005 mais sert toujours aux objectifs pédagogiques, est un des benchmarks web transactionnel qui évalue la performance d’un site web e-commerce. La charge est exercée dans un environnement contrôlé e-commerce qui simule les activités d’un serveur web transactionnel. Les composants associés à tel environnement sont caractérisés par :

  • Multiples sessions
  • Génération dynamique de pages ( accès BD + mise à jour )
  • Objets web consistants
  • Exécution simultanée de multiples types de transaction
  • Modes d’exécution de transaction en ligne
  • Base de données complexe
  • Intégrité de transaction
  • Concurrence sur l’accès aux données et sur la mise à jour

La simulation suppose que le serveur est visité par un nombre croissant de web-bots chacun desquels simule un client. Les pauses entre interactions sont aléatoires. Le nombre de pages visitées lors d'une session est aléatoire.

Critères de performance : WIPS (Web Interactions Processed Per Second), WIPSb, WIPSo, $/WIPS, etc.

Plusieurs interactions sont utilisées pour simuler l’activité de vente d’un magasin. Toute interaction est soumise à une contrainte de temps de réponse.

Conteneurs Servlet

Apache Tomcat

Apache Tomcat est un conteneur web libre de servlets et JSP Java EE. Issu du projet Jakarta, c'est un projet principal de l’Apache Software Foundation. Il implémente les spécifications des servlets et des JSP du Java Community Process, est paramétrable par des fichiers XML et de propriétés, et inclut des outils pour la configuration et la gestion. Il comporte également un serveur HTTP.

  • Configurations

Configurer le port HTTP : dans le fichier tomcat-install/conf/server.xml 

<Connector port="8082" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
  • Déploiement

Mettre le dossier ou le fichier WAR de l'application à déployer dans le répertoire tomcat-install/webapps

  • Démarrage et arrêt

Exécuter tomcat-install/bin/startup.sh pour démarrer.

Exécuter tomcat-install/bin/shutdown.sh pour arrêter.

Eclipse Jetty

Jetty est un serveur HTTP et un moteur de servlet entièrement fondé sur la technologie Java. Depuis 2009, le développement du noyau est hébergé par la fondation Eclipse. Il est embarqué dans la distribution Eclipse en tant que greffon.

  • Configurations

Configurer le port HTTP : dans le fichier jetty-install/start.ini 

#===========================================================
# HTTP Connector
#-----------------------------------------------------------
jetty.port=8081
http.timeout=30000
etc/jetty-http.xml
  • Déploiement

Mettre le dossier ou le fichier WAR de l'application à déployer dans le répertoire jetty-install/webapps

  • Démarrage et arrêt

Exécuter jetty-install/bin/jetty.sh start pour démarrer.

Exécuter jetty-install/bin/jetty.sh stop pour arrêter.

Oracle GlassFish

GlassFish est le nom du serveur d'applications Open Source Java EE 5, Java EE 6 avec la version 3 et désormais Java EE 7 avec la version 4 qui sert de socle au produit Oracle GlassFish Server.

  • Configurations

Configurer le port HTTP : dans le fichier glassfish-install/glassfish/domains/domain1/config/domain.xml 

<network-listeners>
    <network-listener port="8080" protocol="http-listener-1" transport="tcp" 
                                  name="http-listener-1" thread-pool="http-thread-pool"></network-listener>
    <network-listener port="8181" protocol="http-listener-2" transport="tcp" 
                                  name="http-listener-2" thread-pool="http-thread-pool"></network-listener>
    <network-listener port="4848" protocol="admin-listener" transport="tcp" 
                                  name="admin-listener" thread-pool="admin-thread-pool"></network-listener>
</network-listeners>

Pour les autres configurations, après le démarrage, aller dans le GlassFish Console qui se situe à http://localhost:4848/, rubrique Configurations

  • Déploiement

Mettre le dossier ou le fichier WAR de l'application à déployer dans le répertoire glassfish-install/glassfish/domains/domain1/autodeploy

  • Démarrage et arrêt

Exécuter glassfish-install/bin/asadmin start-domain pour démarrer.

Exécuter glassfish-install/bin/asadmin stop-domain pour arrêter.

Apache JMeter

Apache JMeter est un projet de logiciel libre permettant d'effectuer des tests de performance d'applications et de serveurs selon différents protocoles ainsi que des tests fonctionnels. Il est développé au sein de la Fondation Apache (ASF).

JMeter est entièrement écrit en Java. Il permet de simuler le comportement de plusieurs utilisateurs agissant de manière simultanée sur une application Web. Il mesure le temps de réponse de chaque requête et produit des statistiques de ces temps de réponse.

Démonstration

Compilation du TPC-W

1. Pour compiler TPC-W, il faut d'abord installer Ant et configurer des variables d'environnement.

Modifier le fichier /etc/profile en rajoutant à la fin des lignes suivantes : 

export JAVA_HOME = (répertoire du JDK)
export PATH = $JAVA_HOME/bin:$PATH
export CLASSPATH = $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$CLASSPATH
export CLASSPATH = $JAVA_HOME/lib/tools.jar:$CLASSPATH

export TOMCAT_HOME = (répertoire du Tomcat)
export CLASSPATH = $TOMCAT_HOME/lib/servlet-api.jar:$CLASSPATH
export CLASSPATH = (répertoire du java-tpcw-master):$CLASSPATH

2. Télécharger MySQL Connector Java et extraire le fichier JAR mysql-connector-java-X.X.XX-bin.jar de la racine du répertoire du MySQL Connector.

3. Télécharger et installer MySQL-client et MySQL-server.

4. Créer une base de données vide dans MySQL, créer un login et un mot de passe. (Ici, par exemple, la BD est std, le login et le mot de passe sont tpcw)

5. Télécharger le code source du TPC-W sur Github, et extraire le fichier téléchargé java-tpcw-master.zip.

6. Avant de compiler TPC-W, configurer les fichiers de configurations :

Modifier le fichier java-tpcw-master/main.properties 

#<!-- Path to servlet.jar, change this ... -->
cpServ=(chemin du servlet-api.jar)

#<!-- Path to the JDBC driver for your DBMS, change this ... -->
cpJDBC=(chemin du mysql-connector-java-X.X.XX-bin.jar)

#<!-- Directory where tpcw.war will be put with task 'inst' -->
webappDir=(chemin du répertoire dans lequel le fichier WAR généré sera mis)

#<!-- Path to the Perl interpreter. -->
perlPath=/usr/bin/perl

#<!-- Directory where the Images will be put with task genimg. -->
imagesDir=${webappDir}/Images

#<!-- Filter file for SQL queries, change this if needed -->
sqlFilter=sql-mysql.properties

dbName=(nom de la base de données créée)

Modifier le fichier java-tpcw-master/tpcw.properties 

jdbc.driver=com.mysql.jdbc.Driver
jdbc.path=jdbc:mysql://localhost:3306/std?user=tpcw&password=tpcw

7. Compiler TPC-W :

Sous le répertoire java-tpcw-master, exécuter respectivement

  • ant dist pour avoir le fichier WAR
  • ant inst pour déplacer le fichier WAR dans le répertoire prédéfini
  • ant gendb pour générer et remplir la base de données du site web
  • ant genimg pour générer les images du site web dans le dossier images
  • ant clean pour néttoyer la compilation

Ainsi, la compilation est finie. Pour déployer l'application, extraire le tpcw.war dans un dossier tpcw, déplacer images dans tpcw, déplacer mysql-connector-java-X.X.XX-bin.jar dans tpcw/WEB-INF/lib, déplacer tpcw dans les serveurs.

Conteneurs et JMeter

  • Les trois conteneurs :
Apache Tomcat
Eclipse Jetty
Oracle GlassFish
  • Site e-commerce

Après avoir lancé les serveurs, l'application du site web e-commerce est autodéployée. Elle peut être accédée en entrant dans la page tpcw/TPCW_home_interaction, la page d'accueil du site web généré, comme montrée dessous.

TPC-W page d'accueil

Ce site simule un site web e-commerce typique avec les pages des produits, le panier, l'inscription et authentification, la recherche, le paiement, etc.

Page du détail d'un article
Page du panier
Page d'authentification
  • JMeter

En utilisant JMeter, on peut simuler un grand nombre de clients qui envoient des requêtes au site et obtenir un résultat de la performance de chaque site situé dans différent conteneur.

Pour configurer un plan de test :

1. Cliquer droit sur Test Plan -> Add -> Threads (Users) -> Thread Group pour ajouter un groupe de client

2. Dans le Thread Group, configurer Number of Threads (Users) pour le nombre de clients et Loop Count pour le nombre de fois à exécuter

3. Cliquer droit sur Thread Group -> Add -> Sampler -> HTTP Request pour ajouter de différents types de requête, par exemple HTTP

4. Dans la requête, configurer Server Name or IP, Port Number et Path (Ici, Path est le chemin relative par rapport à la racine du serveur)

5. Cliquer droit sur Thread Group -> Add -> Listener -> View Results in Table pour ajouter une table de résultat

6. Dans la table de résultat, on peut exporter le résultat dans un fichier.

Après la configuration, cliquer sur le bouton vert Start pour lancer le test. On peut voir la performance de chaque conteneur en analysant le résultat, par exemple la latence.

Résultat d'un test

Conclusion

(à compléter avant le 22/11/2013)


Annexes

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