【转】性能测试指标
此篇文章可结合Linux top命令共同学习~
学习网站：
http://www.51testing.com/html/35/128935-243090.html
http://www.51testing.com/html/39/n-3711439-2.html
一、性能测试指标
性能测试是通过测试工具模拟多种正常、峰值及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试。
目的：验证软件系统是否能够达到用户提出的性能指标，发现系统中存在的性能瓶颈并加以优化。
性能指标分为两个方面：
系统指标（与用户场景和需求相关指标）
资源指标（与硬件资源消耗相关指标）
系统指标说明
1.响应时间、平均响应时间
对一个请求做出响应所需要的时间
响应时间=网络响应时间+应用程序响应时间=（N1+N2+N3+N4）+(A1+A2+A3)
平均响应时间：所有请求花费的平均时间
如：如果有100个请求，其中 98 个耗时为 1ms，其他两个为 100ms
平均响应时间： (98 * 1 + 2 * 100) / 100.0 = 2.98ms，但是，2.98ms并不能反映服务器的整体效率，因为98个请求耗时才1ms，引申出百分位数
百分位数：以响应时间为例，指的是 99% 的请求响应时间，都处在这个值以下，更能体现整体效率。
2.并发用户数
并发主要是针对服务器而言，在同一时刻与服务器进行交互（指向服务器发出请求）的在线用户数。
在线用户：指某段时间内，用户访问系统的用户数，如多个用户在浏览网页，但没有对同时对服务器进行数据请求，需要与并发用户数区分开。
并发用户数C，计算公式C=nL/T
n：每天访问系统的用户数
L：在线用户从登陆到退出的时间
T：用户每天使用系统大概多长时间
峰值C1,即最大并发数，计算公式C1=C+³√C
注：理解最佳并发用户数和最大并发用户数
看了《LoadRunner没有告诉你的》之理发店模式，对最佳并发用户数和最大的并发用户数的理解小小整理了一下。
所谓的理发店模式，简单地阐述一下，一个理发店有3个理发师，当同时来理发店的客户有3个的时候，那么理发师的资源能够有效地利用，这时3个用户数即为最佳的并发用户数；当理发店来了9个客户的时候，3个客户理发，而6个用户在等待，3个客户的等待时间为1个小时，另外的3个客户的等待时间为2小时，客户的最大忍受时间为3小时包括理发的1个小时，所以6个客户的等待时间都在客户的可以承受范围内，故9个客户是该理发店的最大并发用户数。具体的随着并发用户数的增加，响应时间，吞吐量，资源利用情况如下图所示：
Light Load（较轻压力）-----最佳用户数（资源利用最高）---（较重压力，系统可以持续工作，但用户等待时间较长，满意度会下降）-----Heavy Load-------最大并发用户数--------Buckle Zone（用户无法忍受而放弃请求）
最佳并发用户数：当系统的负载等于最佳并发用户数时，系统的整体效率最高，没有资源被浪费，用户也不需要等待
最大并发用户数：系统的负载一直持续，有些用户在处理而有的用户在自己最大的等待时间内等待的时候
我们需要保证的是：
（1）最佳并发用户数需大于系统的平均负载
（2）系统的最大并发用户数要大于系统需要承受的峰值负载
怎么理解这两句话呢？
（1）系统的平均负载：在特定的时间内，系统正在处理的用户数和等待处理的用户数的总和
如果系统的平均负载大于最佳并发用户数，则用户的满意度会下降，所以我们需要保证系统的平均负载小于或者等于最佳并发用户数
（2）峰值：指的是系统的最大能承受的用户数的极值
只有最大并发用户数的大于系统所能承受的峰值负载，才不会造成等待空间资源的浪费，导致系统的效率低下
3.吞吐量、吞吐率
衡量网络性能的重要指标
吞吐量：网络传输的数据量（处理客户的请求数）
吞吐率：单位时间（可以是秒/分/时/天）内网络成功传输的数据量，如请求数/秒、页面数/秒
4.事务，TPS（Transaction Per Second）每秒事务数
事务：可以看作是一个动作或是一系列动作的集合，例如登录，从登录开始到登录结束为一个事务。
TPS：衡量系统处理事务或交易的能力，即服务器对客户请求的能力，每秒处理的事务数，一般在LoadRunner上使用，设置事务，然后统计单位时间内系统可以成功完成多少个定义的事务。
5.点击量、点击率（Hits Per Second）
点击数：指Web Server收到的HTTP请求数。
点击率：单位时间每秒用户向Web Server提交的HTTP请求数。
区分鼠标点击数：如请求一个网页，网页含有3张图片，向Web Server请求的点击数：1+3=4，而鼠标的一次点击就可以访问网页，点击数只有1次
资源指标说明
1.硬件性能指标：CPU，内存Memory，磁盘I/O（Disk I/O），网络I/O（Network I/O）
CPU：主要解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据
Linux系统中top命令查看CPU的使用率
CPU的利用率（<=75%）有：user（用户使用）,sys（系统调用<=30%）,wait（等待<=5%），idle（空闲）
当user消耗高时，通过top命令查看哪个用户进程占用cpu的使用
user消耗过高的原因可能有:
（1）代码问题。如代码中耗时循环中不加sleep，即例如while的死循环中，没有加sleep时间，导致没有空余的时间将cpu的控制权给其他的进程，一直陷入该死循环中，cpu得不到休息，所以usr的消耗过高，则cpu的消耗高
（2）gc频繁。gc则为垃圾回收，由于垃圾回收也是需要大量的计算，也消耗cpu，所以当gc频繁时也导致usr用户空间的消耗也过高，cpu消耗过高
当sys消耗高时，通过top命令查看系统调用资源的情况
sys消耗过高的原因可能有：
（1）上下文切换频繁。上下文切换发生的情况有：中断处理，多任务处理，用户状态改变。
中断处理，当cpu停止处理当前的进程转而处理中断请求的进程时发生上下文切换。多任务处理则为有多个进程请求cpu的处理，进程的数量多于cpu的核数，则分配进程时间片，根据时间片处理进程，意味着会强制停止一个进程而去处理另一个进程，形成频繁的上下文切换。用户状态改变则为user状态与sys状态的改变。
wait较高时，即等待的进程占比高则可以考虑是否磁盘读写，磁盘瓶颈问题， 等待的进程较多时，cpu无论如何切换都是切换到等待的进程，导致cpu一直在频繁切换等待的线程而利用率较低
内存：与cpu沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都在内存中进行，内存分为物理内存、页面交换（Paging），SWAP内存（虚拟内存）
页面交换：当物理内存即实际的内存满了的时候，将物理内存中不常用的进程调出存储到虚拟内存中，以缓解物理内存空间的压力，所以当物理内存与虚拟内存的数据交换频繁的时候，这时候就要关注下内存的性能情况。
SWAP内存：为进程分配虚拟的内存空间，即调用硬盘的空间作为内存使用。
内存的性能分析是又可用内存与页面交换来分析的，可用内存使用占70%-80%为上限，当超出这个数值，内存性能情况就比较危险，而且即使可用内存使用不超过80%的数值时，页面交换比较频繁时，也是要关注下内存情
一般物理内存即使是满内存也不能代表内存出现问题，主要是看虚拟内存swap，虚拟内存应该<=70%，大于则可以考虑是否内存问题或者内存泄漏
磁盘吞吐量，指单位时间内通过磁盘的数据量。主要关注磁盘的繁忙率，如果高于70%，则磁盘瓶颈
网络吞吐量，指单位时间内通过网络的数据量，当吞吐量大于网路设备或链路最大传输能力，即带宽时，则应该考虑升级网络设备或者增加带宽，Linux命令netstate
网络IO也有可能出现终止连接失败。例如当服务端出现大量的TIME_WAIT，见以下TCP终止连接的第4个步骤，在主动发起关闭连接方接收到结束符FIN时状态变为TIME_WAIT,这时在服务端发现大量的TIME_WAIT,意味着关闭连接是由服务端发起的。
问？什么情况是由服务端发起关闭连接？答：在用户端的应用程序忘记关闭连接
另外如果在服务端发现大量状态CLOSE_WAIT,则说明第二次关闭回不去，也就是TCP关闭连接的第三个步骤没有执行，停留在CLOSE_WAIT的状态，浏览器如果这时发起请求则会返回超时连接，因为服务端这边一直无法进行第二次关闭，将结束符返回去给用户端。
注：普及TCP连接的三次握手，终止连接的四次握手
TCP三次握手连接：
(1)用户端发送SYN给服务器，用户端的状态为SYN_SEND
(2)服务端接收到后发送ACK给用户端，服务端的状态为SYN_RECV
(3)用户端接收到服务端发送过来的后发送了ACK给服务端，用户端的状态变为Estabilished
TCP终止连接：
(1)用户端的应用主动发起关闭连接，即应用调用close发送FIN给服务端
(2)服务端接收到FIN后发送ACK给用户端，服务端的状态变为CLOSE_WAIT
(3)服务端发送ACK给用户端的同时也将FIN作为一个文件结束符传递给接收端应用程序
(4)用户端的应用程序接收到FIN后将调用close关闭它的套接字，确认FIN，这时用户端的状态变为TIME_WAIT
(5)用户端发送ACK回执给服务端，连接终止
2.中间件：常用的中间件例如web服务器Tomcat,Weblogic web服务器，JVM（java虚拟机），ThreadPool线程池，JDBC数据驱动
注：http服务器和web服务器与应用服务器的差别是一个存储静态网页的服务器，一个是存储css，js等动态加载网页的服务器，而tomcat则属于应用服务器
注：对中间件例如对服务器的性能测试，需要将监控的jmeter-server的文件下载在服务端上，然后开启即可监控被测服务器的性能，或者将监控的软件下载在被测服务器上，远程启动监控软件等
3.数据库指标
应关注SQL，吞吐量，缓存命中率，连接数等，则是关注sql语句执行时间，以微妙为单位，吞吐量TPS，缓存命中率应>=95%
注：对数据库的性能测试通过jemter利用批量的sql语句对数据库进行操作，从而测试数据库的性能，前提是需要将jdbc的驱动加载在测试计划添加的驱动文件中，然后添加jdbc的前置处理器和jdbc的请求sample。
4.JVM，java虚拟机，为使java的代码可以编译运行在不同的平台上顺畅，仿真模拟各种计算机来实现
GC：自动内存管理程序，被引用的对象保存在内存中，当对象不被引用时则释放。关注的参数有Full GC完全java虚拟机垃圾部分回收频率
5.前端指标
前端应该关注页面展示，即首次显示时间，页面数量，页面大小，网络startRender，firstRender等
注：关注前端的性能与后端的性能的不同点在于，前端是每个用户的直观的感受，以及前端页面的加载元素耗费时间给予用户的感受，而后端的性能关注点在于多用户使用系统时，服务器是否能够承受或者服务器的处理能力如何，能否以较好的响应时间响应。
6.Load：系统平均负载，特定时间间隔内运行进程数，Load与cpu核数一致
