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【标题】：WF的性能特征（二）
【关键字】：WF
【来源】：http://blog.csdn.net/cottle/archive/2007/04/15/1565536.aspx

WF的性能特征（二）

Cottle译自MSDN的"Performance Characteristics of Windows Workflow Foundation”,转载请注明出处。

Marc Mezquita
Microsoft Corporation

2006年 11月

适用于：
Windows Workflow Foundation (WF)
Microsoft NET Framework 3.0

摘要：提供有关 Windows Workflow Foundation 的性能特性的信息。（54 个打印页）

基于场景的测试结果

本节介绍三种重要的工作流场景，包括性能注意事项和测试结果。

测试场景的部署拓扑

下图显示了本文档中所述用于所有测试的三个不同的部署拓扑。

图 4。用于宿主一体工作流测试的部署拓扑

图 5。用于标准Web服务工作流测试的部署拓扑

图 6。用于群集Web服务工作流测试的部署拓扑

购物车 Web 服务场景

购物车是一个ASP.NET Web服务，电子商务网站可用它来管理用户的购物车。

Web 服务包括下列方法：

Guid CreateUserBasket()
Guid AddListItemToBasket itemId int， int quantity，decimal listPrice)
Guid RemoveListItemFromBasket (Int itemId)
decimal ReviewOrder ()
decimal CheckoutOrder ()

一个工作流将用于实现购物车Web服务，在以下部分将讨论不同实现选项和它们的性能影响。

这个测试显示了下列关键的工作流性能特征：

通常在工作流建模时要考虑减小状态大小并提高性能
AEC（活动执行上下文）持久化服务对性能的影响
SqlWorkflowPersistenceService在群集部署时的注意事项
工作流状态机的性能特征
持久化的卸载/装载模式和保持工作流实例在内存中对性能的影响。

实现 1

第一个实现上, 我们在每个购物车更新后有一个持久性点，下图显示了在这种情况下的流程：

图 7。持久化场景的数据流

此模型使我们可以长时间在内存中保持工作流，避免进程关闭发生数据丢失。

最好使用工作流服务，当内存不足或在某一时刻实例空闲后卸载工作流实例。

下图显示了在工作流设计器中的工作流视图：

图 8。购物车Web服务(实现1)工作流设计器视图

PersistOnCloseActivity (上图中活动1)是用PersistOnCloseAttribute属性修饰的自定义活动

[PersistOnClose]

public partial class Activity1: SequenceActivity

{

public Activity1()

{

InitializeComponent();

}

EventHandlingSequenceActivity (上图中的活动2) 是一个自定义活动，实现如下：

[PersistOnClose]

public partial class EventHandlingSequence: SequenceActivity, IEventActivity

{

public EventHandlingSequence()

{

InitializeComponent();

}

#region IEventActivity Members

public IComparable QueueName

{

get { return ((IEventActivity)EnabledActivities[0]).QueueName; }

}

public void Subscribe(ActivityExecutionContext parentContext, IActivityEventListener<QueueEventArgs> parentEventHandler)

{

((IEventActivity)EnabledActivities[0]).Subscribe(parentContext, parentEventHandler);

}

public void Unsubscribe(ActivityExecutionContext parentContext, IActivityEventListener<QueueEventArgs> parentEventHandler)

{

((IEventActivity)EnabledActivities[0]).Unsubscribe(parentContext, parentEventHandler);

}

#endregion

}

在这个自定义活动中实现了IEventActivity接口，这使其在内部可以反复执行（re-execution）WebServiceInputActivity活动。由于有AEC克隆，这时会有小小的性能下降。

实现 2

在此实现中，如图所示在ListenActivity活动内部使用了一个WhileActivity活动来反复执行WebServiceReceiveActivity活动。由于在WhileActivity活动中需要进行更复杂的AEC克隆，所以这个实现的性能要低一些。

下图显示了工作流的实现：

图 9。购物车 Web 服务场景(实现2)的工作流设计器视图

上述1和2两种实现在群集部署时只可以使用会话关联（session affinity）模式（即一个浏览器会话的所有请求由同一个工作流运行时来处理）。

实现 3

在购物车Web 服务的这一实现中使用了与实现1相同的工作流模型，但是自定义活动中是强行持久化的，在工作流实例变为空闲时将被运行时卸载。为此，SqlWorkflowPersistenceService.UnloadOnIdle 属性被设置为true。

下图显示了这时场景的流程：

图 10。在 UnloadOnIdle属性设置为true时的场景数据流

在这种情况下，当会话的首个请求收到时，工作流实例状态才从数据库中装载。与以前实现相比，这种设计具有更高的性能开销，但更易于实现，并且在群集部署时无需应用会话关联（session affinity）。

以下SqlWorkflowPersistenceService配置通常用于这种情况：

实现 4

可以购物车Web服务实现为具有三个状态的工作流状态机：

图 11。购物车 Web 服务方案(实现4)工作流设计器视图

在ModifyBasketState中由每个事件来驱动的活动，与顺序工作流实现相同的逻辑，并且包括PersistOnClose属性的自定义活动。

如稍后的性能结果所示，与顺序工作流的情况相比，因为包括用SetState活动切换到新的状态，工作流将有更多的活动，从而为这种实现带来了更多的性能开销。

购物车场景的性能测试结果

本节给出了购物车方案的不同实现的性能测试结果。

在客户端计算机上运行一个测试程序调用Web服务完成以下操作模拟多个用户的并发访问（最高到50个并发用户）。

调用方法	每个会话里调用方法的次数
CreateUserBasket	1
AddListItemToBasket	2
RemoveListItemFromBasket	1
ReviewOrder	1
CheckoutOrder	1

在每个用户会话会调用六个Web服务。

下表显示的是上述每个不同实现和配置时持久点和每个实例装载/卸载的次数：

实现	持久点	装载点	卸载点
实现 1 和 2	6*	0	0
实现 3	6*	5	5
实现 4	6*	0	0

* 包含在工作流完成时要删除工作流实例数据的持久点。

下表给出的是在按第二种配置拓朴（图5）部署时的吞吐量和总的CPU使用率。

实现	每秒Web服务请求数	工作流服务器CPU使用率	SQL服务CPU使用率
实现 1	168.3	92.9	10.8
实现 2	113.4	93.9	9.2
实现 3	92.7	92.8	9.0
实现 4	114.8	94.3	8.1

下表显示为四种不同的实现时工作流状态持久化时的最大值。

实现	工作流状态持久化最大值
实现 1	9.59 KB
实现 2	10.47 KB
实现 3	8.63 KB
实现 4	12.63 KB

这四种实现都可以部署在（图6）所示的群集配置拓朴中，下图给出了在群集时通过增加服务器数量能达到的吞吐量。

图 12。购物车Web服务群集部署时的测试结果

文档评审场景

在文档评审场景中，需要控制一个有多人需要独立提交评审反馈的文档批准/评审过程，它支持动态地添加新的评审参与者和授权者。

下面的工作流设计器视图反映了这种场景的情况。

图 13。文档评审场景的工作流设计器视图

上面图中的ReplicatorActivity(replicator1)按评审参与者的个数创建多个任务活动，然后并行而不是顺序地执行它们。因此，文档评审中的多个参与者，极大地增加了工作流状态，从而带来更高的序列化和持久性开销。

这个测试显示了以下关键的工作流性能特征：

在中等规模的单位工作流实例状态需要频繁地装载/卸载的场景中，工作流的吞吐量特征。
用不同设置添加SQLTrackingService 对性能的影响。

文档评审场景的性能测试结果

测试模拟了有三个参与者的一次文档评审：文档所有者发出一个消息(DocumentReviewStarted)并等待另外三个参与者的反馈(DocumentReviewCompletion)。每个参与者在规定的时间内完成评审，评审完成后，文档所有者会收到通知。

在此场景中，缺省的SqlWorkflowPersistenceService被使用，并且工作流运行时配置为当工作流实例空闲时立即被卸载。测试程序是一个简单的控制台程序，同时充当工作流的宿主程序。只有在工作流实例装载到内存，执行完成，并成功卸载后，测试程序才会发送DocumentReviewCompletion消息。

在工作流实例创建后会在启动它之前发送DocumentReviewStarted消息，这样可以减少一个卸载点：

WorkflowInstance inst = this._container.CreateWorkflow(typeof(DLC.Workflow1));

// Raise DocumentReviewStarted event before starting the workflow instance. this._docImpl.RaiseOnReviewStarted(onReviewStartedEventArgs);

inst.Start();

下表是在测试场景部署拓扑一节的（图4）中描述的部署下测试吞吐量的结果。

测试名称	每秒消息数	每秒工作流执行次数	每秒装载/卸载点数	工作流CPU 占用	SQL的CPU占用
文档评审（3个参与者)	76.2	19.05	57.13	93.9	7.05
文档评审（3 个参与者）+缺省SQL跟踪设置	61.2	15.3	45.9	92	32.5
文档评审（3 个参与者）+非批处理模式SQL跟踪设置	55.2	13.8	41.31	87.8	41.25

带WF Rules Engine的员工级别评定场景

员工级别评定是一个依据一个规则集基于几个输入参数确定员工级别的一个测试场景。

一个RuleSet 通常可看作一些断言式的契约，其中规则的顺序应该是与结果无关的。下面是一个例子，演示了如何根据条件使用规则集来确定一个候选人是否符合工作岗位的条件。

规则	条件
R01	IF Experience == "low" THEN Position="Intern"
R02	IF Experience == "fair" THEN Position="Junior"
R03	IF Experience == "good" THEN Position="Senior"
R04	IF Education == "incomplete" THEN Experience="low"
R05	IF Education == "good" AND YearsWorked > 5 THEN Experience="good"
R06	IF Education == "good" AND YearsWorked <= 5 THEN Experience="fair"
R07	IF Education == "high" AND YearsWorked > 2 THEN Experience="good"
R08	IF Education == "high" AND YearsWorked <= 2 THEN Experience="fair"
R09	IF Degree == "PhD" THEN Education="high"
R10	IF Degree == "Bachelors" OR Degree == "Masters" THEN Education="good"
R11	IF Degree == "None" THEN Education="incomplete"

假定一个候选人有硕士学位（学位＝＝硕士）并且已在某个行业工作3年（工作经验＝＝3年），其它情况未知。如果你从按R01到R11的顺序跟踪规则集的执行，你将会看到下列顺序。

R01是假，不执行

R02是假，不执行

R03是假，不执行

R04是假，不执行

R05是假，不执行

R06是假，不执行

R07是假，不执行

R08是假，不执行

R09是假，不执行

R10 是真，此时设置Education属性为"good"，这将会反转执行顺序以便重新计算依赖于Education属性的条件，规则集的执行将返回到R04

R04重计算仍是假，不执行

R05重计算仍是假，不执行

R06重计算是真，设置Experience属性为"fair"，又将反转执行顺序去计算那些依赖于Experience属性的条件，这里将反转到R01

R01重计算仍是假，不执行

R02重计算是真，设计Position属性为"Junior"

R03重计算仍是假

R04, R05, R06因为已经计算过被跳过

R07重计算仍是假，不执行

R08重计算仍是假，不执行

R09和R10因为已经计算过被跳过

R11是假，不执行

此时， RuleSet 已计算出候选人的教育程度属性是"good"，经验属性是"fair"，应该能够获得" Junior "职位，看到了，经过了21步才计算出这个结果。

RuleSet的问题是一些规则会在没有足够的信息之前进行计算，因此当需要的信息可用之后，这些规则将被重计算（re-evaluated）。

可以指派优先级给规则，以对在其执行顺序进行一些控制。具有较高的优先级值的规则将具有较低的优先级值的规则之前执行。在以下示例，给RuleSet分配了优先级以最小化（此时甚至是消除了）过早的规则计算。

优先级	规则	条件
2	R09 R10 R11	IF Degree == "PhD" THEN Education="high" IF Degree == "Bachelors" OR Degree == "Masters" THEN Education="good" IF Degree == "None" THEN Education="incomplete"
1	R04 R05 R06 R07 R08	IF Education == "incomplete" THEN Experience="low" IF Education == "good" AND YearsWorked > 5 THEN Experience="good" IF Education == "good" AND YearsWorked <= 5 THEN Experience="fair" IF Education == "high" AND YearsWorked > 2 THEN Experience="good" IF Education == "high" AND YearsWorked <= 2 THEN Experience="fair"
0	R01 R02 R03	IF Experience == "low" THEN Position="Intern" IF Experience == "fair" THEN Position="Junior" IF Experience == "good" THEN Position="Senior"

现在，执行规则时将按优先级顺序执行，而不是从上到下。优先级为2规则被首先执行，然后是优先级为1的规则，最后才是优先级为0的规则。RuleSet执行顺序如下所示：

R09是假，不执行

R10是真，设置Education属性为"good"，这将反转执行顺序去重计算那些依赖于Education属性的条件，然而因为之前没有依赖的规则，所以继续执行到R11

R11是假，不执行

R04是假，不执行

R05是假，不执行

R06是真，设置Experience属性为"fair"，这将反转执行顺序去重计算那些依赖于Experience属性的条件，然而因为之前没有依赖的规则，所经继续执行到R07

R07是假，不执行

R08是假，不执行

R01是假，不执行

R02是真，设置Position属性为"Junior"

R03是假，不执行

此时，每个规则都已计算，每个依赖项也已被满足。现在这个基于优先级的RuleSet与原来RuleSet提供了相同的结果：候选人的教育程度属性是"good"，经验属性是"fair"，应该能够获得" Junior "职位。但是，这次只计算了11步，而且没有规则被重复计算。

还有，这个RuleSet 已不再需要反转执行顺序了， RuleSet被按优先级顺序执行并得到了相同的结果。为此，要将RuleSet的ChainingBehavior属性设置为 RuleChainingBehavior.none。由于避免了依赖项的重计算，性能也得到改善。因为如果规则不是按优先级而是按任意顺序执行，将无法计算出正确的结果，所以此时优先级的值变得非常重要。

职位级别分配的测试结果

通过使用RulesEngine 类按“基于顺序”和“基于优先级”的不同配置循环运行上述RuleSe 100将并测量执行时间，表中的第3列是100次的平均执行时间。