服务端性能测试-工具篇
不依赖工具，但要重视工具。压测工具是压测理论的产物，学习好工具，可以帮助更加理解性能测试的基础知识。
性能测试，简而言之，就是模拟大量用户同时访问，测试服务是否满足性能要求。
1、选择合适的工具
选择工具之前，首先了解一下，我们平常做性能测试，对性能工具的需求有哪些：
- 经常测试的对象：Http(s)协议、WebSocket (网络通信协议)、TCP/IP(测试Mysql、Redis)
- 扩展性好：支持分布式部署
- 使用成本低：文档多、支持UI界面操作、插件全
下面，我们从工具功能和性能两个角度，来横向对比。
性能测试工具功能对比
性能测试工具性能对比
综上，考虑到免费、开源、支持多协议、分布式扩展、脚本开发方式、平台支持和性能表现，选择Jmeter作为我们主要的性能测试工具。
2、了解Jmeter
（1）安装
- Jdk安装
- Jmeter.zip下载
- 解压后，运行Jmeter.bat或Jmeter.sh即可
安装
- 启动后界面
启动后界面
这里的线程组，可以理解为一个用户模型。
（2）线程组
线程组可以理解为用户模型。
线程组
线程组控制面板包括：
- 线程组名称
- 线程数（正在测试的用户数）
- 加速(Ramp-up)时间：从0增加到线程数的时间
- 循环计数：循环测试的次数
- 调度器：
- 持续时间：表示脚本持续运行的时间，以秒为单位，比如如果你要让用户持续不断登录1个小时，你可以在文本框中填写3600。这样就会在1小时内循环执行。
- 启动延迟：表示脚本延迟启动的时间，在点击启动后，如果启动时间已经到达，但是还没有到启动延迟的时间，那么，启动延迟将会覆盖启动时间，等到启动延迟的时间到达后，再运行系统。
（3）测试Http服务
下面以开发一个Http脚本为例，来熟悉性能测试中常用的功能和插件。
A. http脚本开发
如图中所示，界面中一目了然，协议、域名、Method、Url、参数分别填到对应位置即可。
HTTP请求
如果请求需要header，可以添加Http信息头管理器，添加header信息。
HTTP请求头
B. 参数化
总所周知，性能测试接口必须进行参数化，如果是固定数据，可能导致所有请求全部访问了缓存，这样就无法评估服务真实性能。
Jmeter参数化有3种常用方法，用户自定义变量、csv数据文件设置、BeanShell预处理变量。
用户自定义变量
可以设置一些常量变量。
用户自定义变量
csv数据文件设置
可设置参数化数量较多常量。
csv数据文件设置
BeanShell预处理变量
当有些变量需要加解密处理时，就需要BeanShell预处理。
注意：Jmeter通过vars.put("变量名", "变量值")来声明Jmeter变量。
BeanShell预处理变量
import org.apache.commons.net.util.Base64;
// base64加密
String source = "哈利波特";
byte[] encodedBytes = Base64.encodeBase64(source.getBytes("UTF-8"));
String encoded = new String(encodedBytes);
vars.put("b64", encoded);
C. 断言
断言是用于检查Http 请求Response是否满足预期的手段。
Jmeter常用的断言方法有3种：响应断言、Json断言、Beanshell断言。
响应断言
如图所示，可以直接判断Response body中是否包含期望字符串，方式有包含、匹配、相等...
响应断言
JSON断言
当Response Body为Json格式时，可以通过Json断言插件，精确断言响应内容。
JSON断言
BeanShell断言
BeanShell是jmeter的解释型脚本语言，和java语法大同小异，并有自己的内置对象和方法可供使用。
vars:操作jmeter的变量：vars.get(String parmStr) 获取jmeter的变量值；vars.put(String key,String value) 把数据存到Jmeter变量中；
prev:获取sample返回的信息，prev.getResponseDataAsString() 获取响应信息；prev.getResponseCode() 获取响应状态码；
BeanShell断言关键词
BeanShell断言示例
import org.json.*;
String response = prev.getResponseDataAsString(); //获取响应数据
JSONObject responseJson = new JSONObject(response); //转为JSON对象
//从Json中提取值
Integer code = responseJson.getInt("code");
String result = responseJson.getString("result");
log.info("====================================");
log.info("响应code字段：" + code);
log.info("响应result字段：" + result);
log.info("====================================");
int exceptCode = 200;
// 判断并断言
if(code == exceptCode) {
Failure = false;
} else {
Failure=true;
FailureMessage="响应code字段: 期望值：" + exceptCode + "，实际值: " + code;
}
（4）测试Mysql
配置mysql连接（JDBC Connection Configuration）
image.png
需要设置一些重要的字段，这些字段将决定数据库和JMeter之间的正确连接。 这些字段包括：
-
上半部分：
- ariables Name for created pool：变量名，在JDBC Request的时候会用同样的名字确定是连接的那个库和进行的配置
- MaxNumber of Connection：数据库最大链接数，通常该值设置为0
- Max wait：最大的等待时间 ms毫秒，超出后会抛一个错误
- Time Between Eviction Runs (ms)：数据库空闲连接的回收时间间隔
- Auto Commit：自动提交。有三个选项，true、false、编辑，选择true后， 每条sql语句就是一个事务，执行结束后会自动提交；false、编辑则不会提交，需要自己手动提交
- Transaction Isolation： 数据库事务隔离的级别设置
- TRANSACTION_NONE：不支持的事务
- TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED ：事务读取未提交内容
- TRANSACTION_READ_COMMITTED： 事务读取已提交读内容
- TRANSACTION_SERIALIZABLE： 事务序列化（一个事务读时，其他事务只能读，不能写）
- DEFAULT：默认
- TRANSACTION_REPEATABLE_READ ：事务重复读（一个事务修改数据对另一个事务不会造成影响）
-
下半部分：
- 绑定到池的变量名称 - 它唯一地标识配置。 JDBC Sampler将进一步使用此名称来标识要使用的配置。这里将其命名为test。
- 数据库URL：jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/AutoTest?useSSL=true
- JDBC驱动程序类 - com.mysql.jdbc.Driver。
- 用户名 - root。
- 密码 - root用户的密码。
- 其他字段保持不变。
JDBC Request
JDBC Request: 可直接输入SQL
查看结果树: 检查Sql语言执行结果
（5）事务定义
将多个接口定义为事务，以便从业务的角度，来评估性能。
比如，完整的手机验证码登录流程，一般包含：（1）获取手机验证码；（2）用手机号和验证码进行登录；
当定义为登录事务时，性能测试的时候，我们就可以更宏观的关注服务端对登录事务的性能评估，而不是只关注到接口层。
事务控制器
（6）逻辑控制器
当面对复杂业务时，比如涉及到逻辑判断的，就需要添加逻辑控制器。
逻辑控制器
比如，if控制器：
利用接口1的返回信息，进行逻辑判断，决定是否执行接口2。比如根据用户状态信息，判断用户是否是VIP用户，如果不是，则不能购买某商品。
if控制器
（7）调试插件
查看结果树
调试脚本时，可以利用查看结果树插件来查看request和response信息，保障脚本的正确。
查看结果树
Jmeter执行Log
一般是编写BeanShell或引入jar包时，脚本调试需要看log，定位脚本开发的问题。
Jmeter执行log
（8）关注的性能指标
- QPS(TPS)：每秒请求数
- 成功率：请求成功率
- 95%响应时间：
- 99%响应时间：
- 响应时间和QPS变化曲线：主要看性能测试期间，服务是否稳定。比如Java后端，在性能测试期间，不允许出现Full GC。
Response Time
Transactions per Second
3、Jmeter优化建议
参考：Jmeter性能调优建议
（1）调整JMeter堆栈内存大小
在默认情况下现在JMeter5版本开辟的内存空间为1G，这也是它的最大内存。在实际测试的过程中，默认JMeter内存配置情况下，开启3W个线程来处理http的静态访问求基本上就达到了极限。再往上加的可能会报OOM的错误。
有两个JAVA的参数直接影响着JMeter能够使用的系统内存为多少，一个是“Xms”（代表初始化堆栈内存的大小），一个是“Xmx（代表最大内存池可以分配的大小）”。如果你的测试机器只跑JMeter一个JAVA应用程序，那么建议Xmx和Xms保持一致。Xmx和Xms保持一致是为了减少JVM内存伸缩，减少维护伸缩带来的成本。
（2）64位操作系统内存配置大小
JMeter内存分配尽量在32位的系统上避免分配4G以上空间，在64位的操作系统尽量避免分配32G以上的空间。
（3）垃圾回收机制
参考：【JVM】hotSpot VM 7种垃圾收集器：主要特点 应用场景 设置参数 基本运行原理
在JAVA中有大概五类的垃圾回收机制。分为Serial收集器，ParNew收集器，Parallel收集器，Cms收集器，G1收集器。在垃圾回收机制上应该尽量减少垃圾回收器带来的内存和CPU的性能损耗。当然这些并不会对开启线程数有着决定性的影响，属于细节性的微调。这里比较推荐使用G1垃圾回收器。G1垃圾回收器的特点如下：
- 支持很大的堆，高吞吐量
- 支持多CPU垃圾回收
- 在主线程暂停时，使用并行回收
- 在主线程运行时，使用并发回收。
（4）使用非GUI模式
GUI在一定程度上冻结并消耗资源，这样会更容易产生一些不准确的性能测试结果。
对于JMeter来说GUI存在的意义主要在于可视化输出结果，编写你的测试计划和debug你的测试计划。
jmeter命令执行：
jmeter -n -t /usr/local/apache-jmeter-4.0/my_threads/sfwl.jmx
参数说明：
-
-h 帮助 -> 打印出有用的信息并退出
-
-n 非 GUI 模式 -> 在非 GUI 模式下运行 JMeter
-
-t 测试文件 -> 要运行的 JMeter 测试脚本文件
-
-l 日志文件 -> 记录结果的文件
-
-r 远程执行 -> 启动远程服务
-
-H 代理主机 -> 设置 JMeter 使用的代理主机
-
-P 代理端口 -> 设置 JMeter 使用的代理主机的端口号
注意：如果未设置Jmeter的环境变量则在执行脚本的时候需要检查当前目录是否是jmeter的bin目录下
（5）升级JMeter与JAVA版本
尽可能使用最新版本的JMeter来进行性能测试，新版本的JMeter会使用新版的JRE和JDK，这样会一定程度上带来性能的提升。
（6）压测过程中禁用监听器
实行压测的过程中尽可能少使用监听器，最好别用。启用监听器会导致额外的内存开销，这会消耗测试中为数不多的内存资源。比较明智的做法是使用非GUI模式，将测试结果全部保存到“.jtl”的文件中。测试完成之后将jtl格式的结果文件导入的JMeter中再进行结果分析。
（7）谨慎使用断言
添加到测试计划的每个测试元素都将被处理。这样会占用较多的CPU和内存。这种资源的占用适用于所有的断言，尤其是比较断言。比较断言消耗大量资源和内存，所以在压力测试时慎重的使用断言和断言的数量。
（8）利用分布式
分布式部署Jmeter，利用压力机集群进行压测，提升Jmeter的测试能力。
