使用内存虚拟硬盘 提高ArcGIS server并发性能的一种方法

1 问题提出

1.1 概述

提高ArcGIS server并发性能的方法很多，本文讨论在用户硬件足够强大的情况下（主要是内存足够大），使用内存模拟硬盘来提高数据的读取效率，以达到提高ArcGIS server并发性能的目的。

1.2 总体思路

为了提高ArcGIS server并发性能，在假定其他条件都相同的前提下，使用Ramdisk软件，将系统中的内存模拟成硬盘使用，然后将ArcGIS server中发布2个相同的切片服务，其中一个服务的切片迁移至内存盘（即Ramdisk），另外一个服务切片存放位置不变（为普通硬盘），然后在客户端使用压力测试软件测试2个服务的并发性能，最终得出测试结论。

2 环境搭建

2.1 软件环境

软件名称	版本号	用途
ArcGIS	10.1	平台测试，包括server和桌面
Windows 2008	R2（64位）	操作系统
Ramdisk 64	1.6 （64位）	内存虚拟硬盘软件
Crystal Disk Mark	3.0.1（64位）	硬盘速度测试软件
Microsoft Web Application Stress Tool	1.1.293.1	压力测试软件

2.2 硬件环境

硬件类别	规格
CPU	Intel(R) Core(TM) i7 CPU 1.73GHz (8 CPUs)
内存	8G
硬盘	Hitachi HTS725050A9A364 ATA Device 500G，7200转
显卡	NVIDIA Quadro FX 880M

2.3 网络环境

Intel(R) 82577LM Gigabit Network

1 测试过程

1.1 硬盘读写速度测试

使用Ramdisk将1G内存虚拟成硬盘后，得出的数据读写速度截图如下：

虚拟前（普通硬盘）

虚拟后（内存虚拟硬盘）

从内存虚拟前后测试硬盘读写速度的数据来看，内存和硬盘的速度相差大约70倍左右。

1.2 发布切片服务

下面我们使用arcgis server发布2个切片服务，这2个服务除了切片放置的位置不同（一个放在普通硬盘，一个放在内存虚拟的硬盘上），其他都一样。这样我们得到了这2个服务的地址：

http://192.168.32.153:6080/arcgis/rest/services/wychinaRam/MapServer

http://192.168.32.153:6080/arcgis/rest/services/tile/wychinaT/MapServer

1.3 压力测试

由于专业测试软件Load Runner的复杂性，本文使用轻量级测试软件Microsoft Web Application Stress Tool作为压力测试软件。该软件有一个不足的地方，就是只能静态设置一个或者多个测试地址，而不能以一定规则测试某些地址，比如随机选择某行或某列的切片进行测试。本文选取5个固定切片地址作为测试源，500个并发测试1分钟，软件截图如下：

通用测试设置

内存虚拟盘测试设置

普通硬盘测试设置

1.4

测试报告

内存虚拟硬盘测试报告

普通硬盘测试报告

2 结论与思考

从以上测试报告可以看出，使用内存虚拟硬盘后，切片服务的平均响应时间由484.33毫秒下降到386.26毫秒。这个结论并不能完全反应出内存虚拟硬盘对服务性能提高的优势，因为内存的读写速度比普通硬盘提高了70倍左右。那么问题出在哪儿呢？

我们先来看下影响ArcGIS server性能架构的一张图：

影响ArcGIS server性能的各个环节

由上图可以看出，从浏览器发出请求到接收到数据，需要经过大概6个左右的环节，每个环节都有可能成为性能瓶颈，而GIS Server只是这众多环节中的一个。具体到本文当中，由于测试时选取的切片位置相同（比如每次都请求第8层的102行103列的切片），导致该切片在第一次请求时就已经被加入到了系统缓存（内存）中，以后每次请求都会直接从内存中加载而不会到硬盘上读取，这样，切片源是存放在普通硬盘还是内存虚拟出的硬盘中，就不那么重要了。

如果能够以编程的方式定制测试脚本，精确控制每次并发访问的切片都位于不同的级别和行列，可以预见，就可以得到比较好的结论，比如性能上，内存虚拟硬盘能够比普通硬盘的响应时间提高到70倍左右。