基于数据库的PIE日志分析系统

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引言随着遥感技术的发展，遥感图像处理软件功能逐渐完善，处理的业务也越来越复杂。为了记录软件运行的状态，...

1 引言

随着遥感技术的发展，遥感图像处理软件功能逐渐完善，处理的业务也越来越复杂。为了记录软件运行的状态，在软件的设计过程中，一般都需要将软件的运行过程记录到日志文件中。一方面，当软件出现故障时，可根据日志文件进行故障排查；另一方面，可以借助日志分析软件对日志进行分析，确定模块的稳定性以及用户的使用习惯与需求，有利于软件的完善。数据库系统具有高效的数据管理与查询功能，采用数据库系统对日志文件进行管理，可以提高查询检索的速度以及实现日志文件分析功能。

2 基于数据库的PIE日志分析系统

2.1日志内容设计

日志文件用于存储软件的运行状态以及用户的操作内容，伴随着软件的频繁使用，日志文件的数量也逐渐增多。采用文本格式记录日志的内容，虽然方便用户的快速浏览，但是会产生大量的琐碎文件，并且在内容的查询检索方面，效率会变得十分低下，无法满足用户的快速查询检索需求。而数据库系统作为强大的数据管理与数据分析系统，可以弥补文本文件查询检索效率低下的劣势，因此PIE日志分析系统借助数据库管理系统对日志文件进行管理。由于软件在使用过程中产生的日志文件较多，不利于统一管理（图 1所示），因此需要将琐碎的多个日志文件统一写入到数据库中，这种将多个日志文件合并成一个文件写入到数据库的处理方式，克服了多个琐碎文件不利于管理的劣势。

日志分析的主要流程如图 2所示，根据上述过程可实现对特定日志内容的快速定位，并可辅助分析用户的使用习惯、模块的稳定性等。

图 1 文本格式的日志文件

图 2 日志分析流程

PIE日志分析系统的日志文件主要包括软件运行过程中的错误信息和软件的运行状态信息。其中软件的错误信息内容主要包括软件运行时间、产生错误的文件名称、产生错误的代码行号、产生错误的模块及其错误信息；软件的运行状态信息主要包含软件的运行时间、运行的文件名称、运行代码行号、运行的模块及其状态描述。软件的日志文件内容如图 3所示，其中error表示错误信息，Info表示运行状态。

图 3 文本格式的日志内容

图 4 数据库中的日志内容

2.2日志分析功能设计

SQLite数据库作为一个开源的嵌入式数据库产品，具有系统开销小，检索效率高的特性，并且嵌入式数据库无须独立运行的数据库引擎，由程序直接调用相应的API即可实现对数据的存取操作，通过结构化查询语言可以轻松实现对日志内容的查询检索操作。数据库本身的结构化存储模式也让日志数据的管理变的更简单，减少运维成本。采用数据库的方式对日志内容进行管理，可以准确的将各种信息进行归类，通过SQL查询功能可以有效提高异常定位的准确性和效率。结合日志文件的内容，PIE日志分析系统主要实现以下功能：

（1）异常位置快速定位

软件在使用过程中，如果出现异常退出或者系统崩溃的情况，可根据日志信息快速定位异常位置，随后软件开发人员可以根据日志的提示信息，快速解决该问题。

（2）软件模块稳定性辅助分析

借助数据库的查询检索功能，可以统计每个软件模块的异常情况，便于从中找出异常高发的模块，辅助分析其稳定性，有利于软件的进一步完善。

（3）用户操作习惯辅助分析

日志文件可以准确记录用户的操作过程、软件的运行状态与时间。通过对日志内容进行分析，可以计算每个模块的使用频率，得出用户的使用需求与操作习惯，进而为产品的设计与完善提供参考。

（4）用户操作与软件异常潜在关系辅助分析

由于软件测试的人员和时间有限，加之测试的运行环境无法与用户实际使用环境一致，通过对用户日志内容进行分析，可以归纳用户操作与软件异常之间的潜在联系，有助于找到软件中隐藏很深的设计缺陷，优化软件交互方式，从而提高软件的稳定性。

3 系统应用

现阶段，基于数据库的PIE日志分析系统已成功应用于PIE软件的整个研发过程中，对PIE软件的设计与完善具有十分重要的作用。针对本系统的使用，进行了以下试验。选取15名软件测试人员使用1年PIE产品所生成的日志文件，结合PIE日志分析系统进行如下分析：首先统计不同模块的崩溃次数，统计结果如图 5所示，再根据每个模块下相关功能的使用次数计算使用频率，结果如图 6所示。根据统计结果可以发现，产生异常次数较多的模块主要为图像预处理模块、综合判读解译模块、矢量处理模块、视图管理模块、显示控制模块；使用频率较高的模块为图像预处理、矢量处理、专题图制作、综合判读。以上统计分析结果与实际情况相符。目前，图像处理、矢量处理、专题图制作等模块功能相对较完善，使用频率较高，因此异常次数较多，开发人员的主要任务也是通过解决软件异常来完善软件；而高光谱处理模块、SAR影像处理模块现在正处于开发阶段，功能不是很完善，使用量相对较少，产生的软件异常相对不多，开发人员现阶段的主要任务是通过添加新功能来完善软件。