X保險公司核心業務系統的問題分析與優化

馬寧

摘 要：隨著現代計算機技術的不斷進步，信息管理系統在金融保險業中取得了廣泛應用。然而隨著信息管理系統應用的推廣，數據量會迅速增長，系統用戶也將不斷增加，功能需求會不斷發生變更，功能性異常、穩定性不足、服務器效率性低下等問題不斷出現。這就需要對管理信息系統進行問題收集、軟件質量分析，針對存在的質量問題提出解決方案以保證正常的生產活動。X保險公司核心業務系統是一個大型金融保險類信息管理軟件平臺，已經于2011年推廣上線。該平臺對功能模塊的高效性、穩定性、功能準確性和數據的準確性、及時性、安全性都有著嚴苛的要求。

關鍵詞：信息系統結構 軟件質量Informix Weblogic

一、課題研究背景及意義

隨著IT技術的不斷進步，信息產業飛速發展，計算機信息系統已經廣泛地滲透、應用于各個行業中。保險行業作為金融經濟體系構成的龍頭行業近年來快速發展壯大，保險業當前管理的保險客戶數量、有效保單都以億計。因此，保險行業在信息化時代中若想保持穩步、快速、持續地發展，在整個國民經濟中繼續發揮重要作用，就必須借助信息技術的力量實現跨越轉型和可持續發展。然而隨著信息技術日益廣泛、深入的應用，由于系統設計缺陷、海量數據處理效率、系統安全性等原因帶來的系統問題也逐漸暴露并日益增多。

本課題以本人參與的一項大型核心業務系統上線實施以及后期運維、優化工作作為研究對象，基于ISO9126模型的理論和方法，運用操作系統監控優化、Java虛擬機優化配置、WebLogic中間件的優化配置、Informix數據庫優化等方法和技術，綜合論述如何提高在線生產信息系統的系統性能、提升系統安全性、降低系統設計存缺陷，實現對系統優化的過程改進。

二、信息系統結構分析

（一）信息系統結構概念

信息系統體系結構是信息系統各要素按照確定關系構成的系統框架。信息系統體系結構主要包括信息系統的概念結構、基礎設施架構、信息資源結構和軟件架構等。在本課題中我們重點關注的是信息系統的軟件架構。

信息系統的軟件架構是信息系統中用來管理信息資源，面向企業業務和管理服務的軟件結構，指應用程序、技術和數據的相應選擇和投資組合的定義，硬件、軟件和通訊的配置等[1]。

（二）X保險公司系統結構模式分析

X保險公司核心業務系統基于B/S架構，用戶通過web瀏覽器訪問X保險公司核心業務系統的F5負載均衡訪問地址，對于各類客戶請求服務器通過瀏覽器將處理結果反饋給用戶。

三、X保險公司軟件系統性能評價指標體系

1.X保險公司軟件系統性能評價體系

X保險公司軟件系統性能評價指標體系包括主機系統評價指標和應用軟件用戶體驗評價指標兩部分。（1）主機系統評價指標及評價方法：（2）應用軟件用戶體驗評價指標及評價方法：

2.X保險公司軟件系統性能評價指標分析

（一） X保險公司核心系統質量問題匯總

系統上線運行兩年的時間內，系統管理員通過對系統監測、調研以及使用JIRA工具收集到的問題進行分析，將X保險公司核心系統存在的主要問題歸類為：功能性問題、可靠性問題、效率性問題。

（二）導致X保險公司核心系統質量問題的因素分析

1.功能性問題因素分析。導致軟件系統功能性問題的原因主要包括設計、開發、測試等方面的因素。功能性問題的產生，多是由于在軟件研發過程中錯誤的、不符合要求的編碼操作，引入了能夠導致質量問題的隱患并被傳遞下去而最終觸發。

X保險公司核心系統功能性質量問題的產生存在2個主要因素：問題的引入和問題的傳遞。問題引入階段包括：項目需求、方案設計、代碼編寫；問題傳遞階段包括：審查、測試、評審驗收等。

2.可靠性、效率性問題因素分析

（1）操作系統。在操作系統的應用中，當用戶或系統請求對某種資源的需求超過它的可用數量范圍時，就會出現資源瓶頸。

（2）Java虛擬機及應用配置。①Java虛擬機介紹。②Java虛擬機垃圾回收機制（GC：Garbage Collection）：當一個對象不再被引用的時候， JVM的一個系統級線程會自動釋放它占領的空間，以便空間被后來的新對象使用。

（3）中間件BEA weblogic。Weblogic 服務器集群將一組服務器整合到一起協同工作，以提供穩定、高效、靈活的應用服務品該。服務器集群對于客戶端的用戶提供統一、簡單的服務地址和端口；在后臺則管理了多臺服務器并行地為客戶提供服務，提高了系統的整體處理能力，具備了高可擴展性和冗余能力。

（4）informix數據庫。Informix數據庫是美國InfomixSoftware公司研制的關系型數據庫管理系統。InforMix公司最初在關系式數據庫管理系統（RDBMS）剛剛建立時推出的商業化數據庫產品RDSQL就是領先于市場的，特別是在unix平臺上。 [2]。

（5）Sql Explain 命令。SQL 語句的性能對數據庫應用系統的影響至關重要。某條 SQL 語句性能低下，可能會導致整個數據庫系統的性能變差。Informix 11.5 中，提供了set explain 命令，用以監控數據庫系統中 SQL 語句的性能。

（6）數據庫索引。索引可以優化數據查詢效率，提升數據庫性能。建立合理的索引，可以通過掃描少量的索引頁和數據頁而取得結果，從而避免全表掃描。

（7）統計更新 （update statistics）。INFORMIX數據庫針對每個查詢操作制定優化策略的依據是保存在sysmaster數據庫里的統計信息，主要包括記錄數量、記錄的長度、字段值的分布情況、索引情況等相關信息。根據以上信息，INFORMIX數據庫可以幫助查詢的執行者制定出優化的SQL 執行策略，例如：數據表的查詢順序、索引的使用等。

四、X保險公司核心業務系統功能性問題處理方法和改進方案

（一）功能性問題處理方法

要解決軟件開發中由于黑箱開發方法導致項目失敗的問題，需要建立系統質量審計制度，提升項目開發的透明度。高效的解決辦法是，企業的層面上建立一套SQA（軟件質量保證）制度和小組。[3]

為解決由于版本測試不充分、發布異常等原因而導致的系統功能問題，X保險公司CCB改進了版本測試、發布管理辦法。基于Firefly工具，對驗收測試、試點運行、版本發布、補丁下發的流程的操作進行了明確定義，規范了版本號命名規則，還對權限控制實施了更加管理。

（二）可靠性、效率性問題處理方法和改進方案

1.可靠性、效率性問題改進方案

X保險公司的可靠性、效率性問題的主要涉及操作系統、JVM、中間件、數據庫四個方面，因此相應的改進方案也主要從這四個方面提出。

2.操作系統性能優化方案

結合X保險公司核心系統操作系統層面常見問題以及對以上監控方法的描述，得到以下系統性能問題監控、優化的運維改進方案：

針對X保險公司核心系統各業務主機周期性出現主機空間不足而導致的服務異常問題，將系統監控系統化，設計磁盤信息自動監控、報警程序如下：

程序腳本中定義了監控主機的IP地址、文件系統、監控報警的兩個安全級別5Gb和2.5Gb，即avail不足5Gb時會發出WARNING警告、當avail不足2.5Gb時會發出URGENT警告；警告由主機通過郵件發到管理員電子郵箱。

監控程序通過crontab –e 命令設定為每天8時執行一次。

針對X保險公司核心系統各業務主機在業務高峰時段經常出現CPU idle值偏低的問題，根據的各主機操作系統運行情況經驗值，將系統監控系統化，設計處理器運行自動監控、報警程序如下：

程序腳本中定義了監控主機的IP地址、監控報警的兩個安全級別70和50，即%idle不足70%時會發出WARNING警告、當%idle不足50%時會發出URGENT警告；警告由主機通過郵件發到管理員電子郵箱。

監控程序通過crontab –e 命令設定為每天的業務高峰時段9-17間，每半小時執行一次。

文件碎片化是指文件無規則地分散在一個或多個磁盤上，讀取和更新這些文件需要多個磁盤頭運動，延長了響應時間。因此主機操作系統性能優化方案中還包括使用 fsadm工具對文件系統進行碎片整理：

每天21點對/home文件系統中的所有盤區和目錄進行碎片整理。

3.JVM優化方案

設置JVM參數的原則是要根據面臨的主要問題調整參數配置取值，從而得到解決問題最合適的配置。

A X保險公司核心系統JVM原配置結果

java –Xmx1800m –Xms1800m–Xss128k -XX：+UseParallelGC-XX：ParallelGCThreads=16。其他采取默認設置。

–Xmx1800m –Xms1800m 配置盡量大的Java Heap來充分利用系統內存，-Xms設置與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配內存。

-Xss128k 降低默認最大線程棧取值，盡量保證為進程對虛擬內存空間的需求

-XX：+UseParallelGC采用并行垃圾收集器收集年青代進行。

-XX：ParallelGCThreads=16 減少垃圾收集線程的配置值，配置與處理器數目相等。

4.中間件性能優化方案

對于Connection not established問題，通過在JDBC的URL配置中增加IFX_ USE_STRENC參數解決。

修改前配置為：

jdbc：informix-sqli：//ip：port/testdb：informixserver=serverX；NEWLOCA LE=zh_CN，zh_CN；NEWCODESET= gb2312，8859-1，819；

修改后配置為：

jdbc：informix-sqli：//ip：port/testdb：inf ormixserver=serverX；NEWLOCALE=zh_ CN，zh_CN；NEWCODESET=gb2312，8859-1，819；IFX_USE_STRENC=true

關于Initial Capacity和Maximum Capacity的設置，首先需要考慮能夠分配給某應用的connections總數量，再分配到各個受管server，從而得出Initial Capacity和Maximum Capacity取值。在數據庫connection資源充分的情況下，Initial Capacity和Maximum Capacity配置為相同值，Capacity Increment配置為0，即在數據源初始化時即將資源全部分配到位，降低容量增長Capacity Increment造成的資源消耗。

5.Informix數據庫性能優化方案

通過sql監測、分析結果，可以看到創建索引對于優化sql性能的顯著效果，不同條件下對于系統資源和時間的消耗相差數萬倍。因此X保險公司針對不同功能模塊的運行環境、數據量、訪問量等情況，建立了大量數據索引。

在合理創建索引的基礎上定期對數據庫執行統計跟新：對表中不帶索引的字段執行update statistics medium，每個表執行一次。一般情況下缺省參數；對表中帶有索引的字段執行update statistics high，每個字段執行一次；對表中帶有復合索引的字段執行update statistics low，每個表執行一次；對每一個小表執行update statistics high。

五、論文主要工作總結

（一）論文的主要工作

作者在課題研究期間，主要分析、論述了X保險公司核心業務系統的系統結構；對其存在的系統質量問題重點從功能性、可靠性、效率性、安全性四個方面進行了論述、分析，通過對操作系統、informix數據庫、Java虛擬機、weblogic中間件的優化理論進行分析和實踐，研究了unix、linux、jvm、weblogic、informix的配置參數和性能調優原則、方法，論述了對于該系統優化過程，針對不同類型問題給出了優化方案，并組織實施了X保險公司核心業務系統優化調整工作。

（二）存在的不足及工作展望

本文只是從結合實際工作，從運維的角度，根據系統改進的理論原則，對系統存在的質量問題的分析解決過程進行概述。但實際上各種涉及系統效率性和可靠性的Unix＼Linux、Weblogic、JVM或Informix調優技術方法，都是基于完整、復雜的體系理論支撐的。要從以上方面做好信息系統的優化、改進工作，需要掌握多個門類的專業知識和理論方法來指導實踐，在實踐過程中驗證理論積累經驗，逐步得到優化和改進系統的科學方法。

隨著計算機信息系統深入、廣泛地應用，優化工作逐漸成為其高效、穩定運行的基礎和重要保障。在現代的高科技環境下，操作系統、數據庫、中間件、硬件設備等平臺和工具都在飛速地升級、換代，因此系統優化、改進工作的內容也必將發生日新月異的變化，并被賦予更重要使命。

參考文獻：

[1]湯慧，衛紅春，程國建 西北大學學報（自然科學版） 2008年2月，第38卷第l期：43-44

[2]Informix 實用全書 （美）弗蘭納里（Flannery，R.）著：邱仲潘等譯.-北京：電子工業出版社 2002.1 ，4-8

[3]王安生 過程改進方法與實踐案例 清華大學出版社 2010年11月，82-84