网站性能测试指标及网站压力测试

1. 一般衡量网站性能有哪些指标？

性能指标主要有响应时间，吞吐量，并发量，性能计数器。

1）响应时间

指应用执行一个操作需要的时间，即从发出请求到最后收到响应数据所需要的时间。

系统常用操作响应时间表

操作	响应时间
打开一个网站	几秒
数据库查询一条记录（有索引）	十几毫秒
机械磁盘一次寻址定位	4毫秒
从机械磁盘顺序读取1M数据	2毫秒
从SSD磁盘顺序读取1M数据	0.3毫秒
从远程分布式换成Redis读取一个数据	0.5毫秒
从内存读取1M数据	十几微秒
Java程序本地方法调用	几微秒
网络传输2Kb数据	1微秒

实践中通常采用的办法是重复请求，比如一个请求操作重复执行1万次，测试一万次执行的总响应时间之和，然后除以1万，就得到单次请求的响应时间。

2）吞吐量

指单位时间内系统处理的请求数量，体现系统的整体处理能力。对于网站，可用“请求数/秒”、“页面数/秒”或“访问人数/天”、“处理业务数/小时”等来衡量。重要指标有TPS(每秒处理的事物数)、QPS(每秒查询的请求数)、HPS（每秒HTTP请求数）等。

3）并发量

指系统能够同时处理的请求的数目，这个数字反映了系统的负载性能。对于网站而言，并发数指网站用户同时提交请求的用户数目。

4）性能计数器

描述服务器或操作系统性能的一些数据指标。如System Load、对象与线程数、内存使用、CPU使用、磁盘与网络I/O等使用情况。通过对这些指标设置报警阈值，当监控系统发现性能计数器超过阈值时，就向开发人员和运维报警，及时发现异常并处理。

 

2. 怎么测试网站性能？

性能测试具体可以细分为性能测试、负载测试、压力测试、稳定性测试。

1）性能测试

以系统设计初期规划的性能指标为预期目标，对系统不断施加压力，验证系统在资源可接受范围内是否能达到预期。

2）负载测试

对系统不断增加并发请求以增加系统压力，直到系统的某项或多项性能指标达到安全临界值，这时继续对系统施加压力，系统的处理能力不但不会提高，反而会下降。

3）压力测试

超过安全负载的情况下，对系统施加压力，直到系统崩溃或不能再处理任何请求，以此获得系统最大压力承受能力。

4）稳定性测试

被测试系统在特定硬件、软件、网络环境条件下，给系统加载一定业务压力，使系统运行一段较长时间，以此检验系统是否稳定。

 

3. 怎么进行压力测试？

压力测试工具有http_load、apache ab、siege。

1）http_load

下载：http://acme.com/software/http_load/（点击Fetch the software即可）

安装：

tar zxvf http_load-09Mar2016.tar.gz
cd http_load-09Mar2016
make
sudo make install

注：遇到了Error1，但不影响使用。

（2017.9.12整理笔记时，又尝试了一下，发现可以用Homebrew安装http_load，当时怎么没想到用Homebrew安装啊。。。😑）

命令格式：

http_load -p 并发访问进程数 -f 访问总数 需要访问的URL文件 
http_load -r 每秒访问频率 -s 访问时间 需要访问的URL文件
// 参数说明：通常参数pf一起使用，参数rs一起使用。
-parallel 简写 -p ：并发的用户进程数。
-fetches 简写 -f ： 总计的访问次数。
-rate 简写 -r ： 每秒的访问频率。
-seconds 简写 -s ：总计的访问时间。

使用：

新建一个urls.txt，urls.txt 是一个url 列表，每个url 单独的一行。

在文件中加入一行：http://www.acme.com/software/http_load/

① 测试网站是否能承受住预期的访问压力

执行http_load -rate 5 -seconds 10 urls.txt，含义为在10秒内保持一定的频率访问目标url。

结果分析：

48 fetches, 6 max parallel, 253264 bytes, in 10.0031 seconds
// 说明在上面的测试中运行了48个请求，最大的并发进程数是6，总计传输的数据是253264bytes，运行的时间是10.0031秒
5276.33 mean bytes/connection
// 说明每次连接平均传输的数据量是5276.33bytes。253264/48=5276.33
4.7985 fetches/sec, 25318.5 bytes/sec
// 说明每秒的响应请求为4.7985个，每秒传递的数据为25318.5 bytes
msecs/connect: 251.601 mean, 1493.45 max, 26.176 min
// 说明每次连接的平均响应时间是251.601 毫秒，最大的响应时间1493.45 毫秒，最小的响应时间26.176 毫秒
msecs/first-response: 232.251 mean, 796.783 max, 39.402 min
// 说明每次连接的平均返回时间是232.251 毫秒，最大的响应时间796.783 毫秒，最小的响应时间39.402 毫秒
HTTP response codes:
code 200 -- 48
// 说明HTTP返回码是200，一共48次。
 
主要参考fetches/sec、msecs/connect数值，
前者对应QPS，表示每秒的响应请求数，后者对应response time，表示每个连接的响应时间。

 

② 测试网站每秒所能承受的平均访问量

执行http_load -parallel 5 -fetches 1000 urls.txt，含义为同时使用5个进程，随机访问urls.txt中的网址列表，总共访问1000次。

结果分析：

1000 fetches, 5 max parallel, 2。607e+06 bytes, in 328.806 seconds
2607 mean bytes/connection
3.04131 fetches/sec, 7928.69 bytes/sec
msecs/connect: 772.326 mean, 19478.3 max, 219.936 min
msecs/first-response: 830.46 mean, 10006.4 max, 237.957 min
HTTP response codes:
code 200 — 1000
 
从上面结果看，目标网站仅仅能够承受每秒3次的访问，不够强壮。

2）apache ab

ab是Apache自带的压力测试工具，可以用which ab查看ab命令所在的目录。

命令格式：

ab -c 并发数 -n 请求数 URL
// 参数说明：
-n 在测试会话中所执行的请求个数。默认时，仅执行一个请求
-c 一次产生的请求个数。默认是一次一个。
-t 测试所进行的最大秒数。其内部隐含值是-n 50000。它可以使对服务器的测试限制在一个固定的总时间以内。默认时，没有时间限制。

使用：

执行ab -n 100 -c 100 http://127.0.0.1/test/test.php，含义为同时处理100个请求并运行100次test.php，模拟100个并发用户，对一个页面发送100个请求。

结果分析：

Server Software: Apache/2.4.23 // 服务器名称，apache 版本2.4.23
Server Hostname: 127.0.0.1 // 服务器主机名
Server Port: 80 // 服务器端口
 
Document Path: /test/test.php // 请求的URL中的根绝对路径，通过该文件的后缀名，我们一般可以了解该请求的类型
Document Length: 54 bytes // HTTP响应数据的正文长度
 
Concurrency Level: 100 // 并发用户数
Time taken for tests: 0.085 seconds // 整个测试持续的时间，所有这些请求被处理完成所花费的总时间
Complete requests: 100 // 完成的请求数量
Failed requests: 0 // 失败的请求数量
Total transferred: 25600 bytes // 所有请求的响应数据长度总和，包括每个HTTP响应数据的头信息和正文数据的长度
HTML transferred: 5400 bytes // 所有请求的响应数据中正文数据的总和，也就是减去了Total transferred中HTTP响应数据中的头信息的长度。
Requests per second: 1177.59 [#/sec] (mean) // 吞吐率，计算公式：Complete requests/Time taken for tests。相当于每秒事务数，后面括号中的 mean 表示这是一个平均值。吞吐率越高，服务器性能越好。
Time per request: 84.919 [ms] (mean) // 用户平均请求等待时间，计算公式：Time token for tests/（Complete requests/Concurrency Level）。相当于平均事务响应时间 ，后面括号中的 mean 表示这是一个平均值。
Time per request: 0.849 [ms] (mean, across all concurrent requests) // 服务器平均请求等待时间，计算公式：Time taken for tests/Complete requests，正好是吞吐率的倒数。也可以这么统计：Time per request/Concurrency Level。
Transfer rate: 294.40 [Kbytes/sec] received //这些请求在单位时间内从服务器获取的数据长度，即平均每秒网络上的流量，计算公式：Total trnasferred/ Time taken for tests，这个统计很好的说明服务器的处理能力达到极限时，其出口宽带的需求量，可以帮助排除是否存在网络流量过大导致响应时间延长的问题。
 
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 1 2 0.4 2 3
Processing: 6 44 23.4 46 81
Waiting: 6 44 23.5 46 81
Total: 8 46 23.1 47 82
// 网络上消耗的时间的分解
Percentage of the requests served within a certain time (ms)
50% 47
66% 60
75% 66
80% 72
90% 76
95% 80
98% 82
99% 82
100% 82 (longest request)
// 这部分数据用于描述每个请求处理时间的分布情况，比如以上测试，66%的请求处理时间都不超过60ms，这个处理时间是指前面的Time per request，即对于单个用户而言，平均每个请求的处理时间。

并发请求量稍微高一点(200,300以上)就会报apr_socket_recv: Connection reset by peer 的错。

3）siege

安装：从http://download.joedog.org/siege/下载的siege包make && make install 失败，改用Homebrew安装

命令格式：

siege -c 并发数 -t 运行测试时间 URL
siege -c 并发量 -r 重复次数 -f URL
// 参数说明：-r和-t一般不同时使用
-c 200 指定并发数200
-r 5 指定测试的次数5
-t 5 持续测试5分钟，-t如果不带单位，默认是分钟，s表示秒。
-f urls.txt 指定url的文件
-i internet的简写，随机发送url
-b 请求无需等待 delay=0

使用：

执行siege -c 10 -r 5 -f urllist.txt，含义为10个并发对urllist文件发送请求5次。

（-----中间滚屏略-----）

结果分析：

Transactions:                      300 hits           // 总共测试次数，完成300次处理
Availability:                   100.00 %              // 成功次数百分比，100.00 % 成功率
Elapsed time:                    31.36 secs           // 总共用时31.36秒
Data transferred:                 0.43 MB             // 共数据传输0.43 MB
Response time:                    0.90 secs           // 响应用时0.90秒
Transaction rate:                 9.57 trans/sec      // 平均每秒完成 9.57 次处理
Throughput:                       0.01 MB/sec         // 吞吐率，平均每秒传送数据
Concurrency:                      8.62                // 最高并发数
Successful transactions:           250                // 成功请求数
Failed transactions:                 0                // 失败请求数
Longest transaction:              3.66                // 每次传输所花最长时间
Shortest transaction:             0.50                // 每次传输所花最短时间