【性能测试】Jmeter 核心原理与性能测试理论

一、Jmeter 核心原理

基于协议，模拟真实用户场景，并通过多线程模拟用户发起请求。

1. 基于协议：性能测试的对象是网络分布式架构的软件，而网络分布式架构的核心是网络协议
2. 多线程：人的大脑是单线程的，电脑的 cpu 是多线程的。性能测试就是利用多 线程的技术模拟多用户去负载
3. 模拟真实场景。用户的访问时间，访问频率都不是固定的

二、性能测试理论

性能测试的

• 基本目标：测试系统性能是否达标；通过一定的技术手段，模拟用户的并发请求，去测试系统最大处理能力与稳定运行的能力，找到性能瓶颈，提升系统整体处理能力
• 基本方法：基准、负载、压力……

1、核心原理

基于协议，通过多线程的方式模拟用户并发，在不同场景下施压服务器

• 基于协议：包括http，https，tcp，udp，socket，websocket，基于协议发起请求
• 多线程：通过多线程的方式，模拟并发用户，施压服务器
• 涉及场景：jmeter 方法，元件；设计用户使用系统的关联，思考时间，集合点，对结果进行断言

2、应用领域

• 能力验证：系统能否在固定条件下具有所声明的能力

  乙方向甲方提供的项目中，声明了系统可以支持5000用户同时登录，且响应时间不超过3s;乙方需要通过性能测试得到测试结果，给予甲方验收报告

• 瓶颈发现：发现瓶颈与缺陷，无可参照的性能指标与目标

  通过一系列的性能测试手段，发现性能瓶颈与缺陷

• 性能调优：对系统性能的调优

  针对发现的性能瓶颈做调优

• TPS 瓶颈
• 服务资源瓶颈
• 响应时间瓶颈
• SQL 瓶颈
• 容量规划：系统能否支持未来一段时间内的用户增长

当前用户可能只支持5000用户并发;
预计未来用户并发量能达到 50000 or 500000;
针对未来可能存在的业务量爆发，以预计的用户并发量为基数，做对应的性能测试，提前调整硬件设施

3、测试思路

• 要测什么？

前端：web、APP；从用户角度考虑，更多关注页面加载时间，与响应时间

服务端：

1. 工具层面：关注错误率与吞吐量
2. 服务器层面：CPU，内存，IO，JVM

数据库：包括慢SQL，死锁……

• 怎么测？

需求--计划--方案--测试环境搭建--设计用例--数据准备--设计场景--脚本开发--数据监控--结果分析--性能调优--提交报告

• 测试结果通过的标准：

按照需求：测试结果符合预期

无标准需求的：例如测试一个页面的最大并发，最优的RT响应时间等

4、性能指标

• 前端性能指标

响应时间：用户视角最优先关注的指标

• 258原则：

  • 2s以内，很满意
  • 5s，一般
  • 8s，无法接受

• 前端相应时间：

  • 前端资源加载渲染的时间
  • 前后端交互的时间
  • 前端将后端查询的数据，在页面呈现出来

• 网络连接时间：

  • connect time-连接时间：请求发出到服务端接收到，中间的网络时间
  • latency-延迟：网络连接时间+服务处理返回的时间
• 服务段处理时间=latency - connect time

TPS：

• 单接口业务：单位时间完成的请求数
• 多接口业务：单位时间完成的事务数

QPS: QPS每秒查询率(Query Per Second) 

      每秒查询率QPS是对一个特定的查询服务器在规定时间内所处理流量多少的衡量标准

TPS 衡量了服务端/系统的性能；

　　QPS衡量了数据库服务器系统性能

5、服务端性能指标

CPU

内存

磁盘IO

JVM

中间件：Tomcat、redis、Nginx

6、测试视角

用户视角

• 响应时间
• 系统稳定

运维视角

• 硬件设施是否需要更换

• 资源利用率是否达标

  • 利用率超标
  • 利用率过低
• 系统容量

开发视角

• 代码是否需要优化
• SQL 优化
• 系统架构优化

性能测试工程师的视角

7、测试场景

1、基准性能场景：这里要做的是单交易的容量，为混合容量做准备（不要跟我说上几个线程跑三五遍脚本叫基准测试，在我看来，那只是场景执行之前的预执行，用来确定有没有基本的脚本和场景设计问题，不能称之为一个分类）。
 
2、容量性能场景：这一环节必然是最核心的性能执行部分。根据业务复杂度的不同，这部分的场景会设计出很多个。
 
3、稳定性性能场景：稳定性测试必然是性能场景的一个分类。只是现在在实际的项目中，稳定性测试基本没和生产一致过。在稳定性测试中，显然最核心的元素是时间（业务模型已经在容量场景中确定了），而时间的设置应该来自于运维周期，而不是来自于老板、产品和架构等这些人的心理安全感。
 
4、异常性能场景：要做异常性能场景，前提就是要有压力。在压力流量之下，模拟异常。这个异常的定义是很宽泛的，在下一篇文章里，我们再细说。