测试工程师_性能测试

性能测试概览

什么是性能测试?

性能测试针对系统的性能指标，建立性能测试模型，制定性能测试方案，制定监控策略，在场景条件之下执行性能场景，分析判断性能瓶颈并调优，最终得出性能结果来评估系统的性能指标是否满足既定值.

性能测试计划

测试环境、测试数据、测试模型、性能指标、压力策略、准入准出和进度风险。

性能测试指标:

并发用户数:实际使用系统的用户总数,同时向服务器发送请求的数量.
响应时间:反映完成某个操作所需要的时间。标准的设定从同行业的对比数据,找到使用系统的样本用户且统计.
系统吞吐量:每秒事务数，反应系统处理能力。
响应时间有多大的提升，TPS 有多大的提高，资源有多少的节省。

性能测试工作流程

性能需求指标:时间指标,容量指标,资源利用率指标.
性能模型:业务模型,监控模型.
性能方案:测试环境,测试数据,测试模型,性能指标,压力策略,准入准出,进度风险.
性能监控:系统架构,系统监控,中间件监控,缓存监控,队列监控,负载均衡监控,熔断监控,链路监控.
性能场景执行:基准场景,容量场景,稳定性场景.
性能结果/报告:场景结果整理,监控结果整理,性能整体分析,性能结论,优化建议,运维建议.

性能场景

在既定的环境（包括动态扩展等策略）、既定的数据（包括场景执行中的数据变化）、既定的执行策略、既定的监控之下，执行性能脚本，同时观察系统各层级的性能状态参数变化，并实时判断分析场景是否符合预期。
基准性能场景:每一个业务都压到最大TPS,从而为后续场景做数据比对.
容量性能场景:所有业务根据比例加到一个场景中,在数据,软硬件环境,监控等的配合下,分析瓶颈并调优的过程.
稳定性性能场景:时长,在长时间运行下,观察系统的性能表现,分析瓶颈并调优的过程.
异常性能场景:根据不同的业务结构和部署结构分析而来.

性能分析思路

瓶颈的精准判断(TPS曲线,响应时间的曲线,),线程递增的策略,性能衰减的过程,响应时间的拆分,构建分析决策树,场景的比对.
TPS曲线:多有

线程

线程:线程是程序中的一个执行流，测试中一个线程就是一个虚拟用户。
多线程:多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务.一个进程是由一或多个线程组成，进程只负责资源的调度和分配，线程才是程序真正的执行单元，负责代码的执行.多线程可以提高CPU的利用率.

性能测试工具:

loadrunner和jmeter，前端性能工具推荐webpagetest和Yslow

Linux命令

Top命令

什么是Top

Linux下常用的性能分析工具，能够实时监控系统的运行状态，主要显示系统中各个进程的资源使用情况，并根据cpu及内存等进行排序，类似于windows系统中的任务管理器，可以实时查看系统的各种资源状态。

首先前五行显示的系统资源的总体统计信息：

第一行：类似于update命令，他可以快速简洁的获取系统的负载，依次显示现在时间，多少个用户，系统1分钟、5分钟、15分钟的平均负载。up xx days, HH:MM：系统当前时间和系统已运行时间， 当前登录用户数，系统平均负载可以运行任务的平均数量（3个数值分别统计最近1，5，15分钟的系统平均负载）系统平均负载：单核CPU情况下，0.00 表示没有任何负荷，1.00表示刚好满负荷，超过1侧表示超负荷，理想值是0.7。
第二行：Tasks 任务（进程）系统现在共有的进程数，运行中进程数，休眠中的进程数，停止状态的进程数，僵尸状态进程数。
第三行：cpu状态信息，具体属性说明如下：
0.2% us：用户空间占用CPU的百分比
0.3% sy：内核空间占用CPU的百分比
0.0% ni：改变过优先级的进程占用CPU的百分比
99.6% id：空闲CPU百分比，反映一个系统cpu的闲忙程度，越大越空闲。
0.0% wa：IO等待占用CPU的百分比
0.0% hi：硬中断（Hardware IRQ）占用CPU的百分比
0.0% si：软中断（Software Interrupts）占用CPU的百分比
0.0% st：Steal time虚拟机被hypervisor偷去的CPU时间
第四行：内存信息：
物理内存总量：total  空闲的内存总量：free 使用中的内存总量：used 缓存的内存总量：buffers
第五行（Swap）：交换分区
总的交换空间大小；空余空间交换空间大小；已经使用交换空间大小；cached缓冲的交换空间大小
进程列表说明：
PID: 进程pid    USER: 拉起进程的用户
PR: 该列值加100为进程优先级，若优先级小于100，则该进程为实时(real-time)进程，否则为普通(normal)进程，实时进程的优先级更高，更容易获得cpu调度，以上输出结果中，java进程优先级为120，是普通进程，had进程优先级为2，为实时进程，migration 进程的优先级RT对应于0，为最高优先级
NI: 进程的nice优先级值，该列中，实时进程的nice值为0，普通进程的nice值范围为-20~19
VIRT: 进程所占虚拟内存大小（默认单位kB）  RES: 进程所占物理内存大小（默认单位kB）
SHR: 进程所占共享内存大小（默认单位kB） S: 进程的运行状态  %CPU: 采样周期内进程所占cpu百分比
%MEM: 采样周期内进程所占内存百分比  TIME+: 进程使用的cpu时间总计  COMMAND: 拉起进程的命令
常用参数说明：
M：根据驻留内存大小进行排序；
P：根据CPU使用百分比大小进行排序；
T：根据时间/累计时间进行排序；
d：屏幕刷新间隔时间；
p<进程号>：指定进程

netstat

# 用于显示本机网络链接、运行端口、路由表等信息
netstat
# 参数解释：
#       -n 拒绝显示别名，能显示数字的全部转换为数字
#       -l 仅列出有在 Listen（监听）的服务状态
#       -p 显示建立相关链接的程序名
#       -t 显示TCP相关选项
#       -u 显示udp相关选项
#       -i 显示自动匹配接口的信息
#       -c 每隔一个固定时间，执行该 netstat 命令

sar

sar -- (System Activity Reporter 系统活动情况报告)是目前Linux上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从多方面对系统的活动进行报告
    （1）文件的读写情况
    （2）系统的调用的使用情况
    （3）磁盘I/O
    （4）CPU效率
    （5）内存使用状况
    （6）进程活动及IPC有关的活动
    
# 参数说明
#   n 和 t 组合定义为次数和采样间隔
#   -o file将命令结果以二进制形式放在file中
# options为命令行参数
#       -A 所有报告的总和
#       -u CPU利用率
#       -v 进程、节点、文件和锁表状态
#       -r 显示系统内存的使用情况
#       -B 内存分页情况
#       -b 缓冲区使用情况
#       
sar [options][-A][-o file] t [n]

strace

# 是一个集诊、调式、统计与一体的工具，用strace对应用的系统调式和信号传递的跟踪结果来对应用进行分析，以达到解决问题或是了解应用工作过程的目的。
# 参数说明
#       -p 跟踪指定的程序
#       -f 跟踪由fork子进程系统调用
#       -c 统计每一系统调用的所执行的时间，次数和出错的次数
#       -t 在输出中的每一行前加上时间信息，-tt时间确定到微秒级。
#       -e 输出过滤器，通过表达式，过滤掉不想要的输出
#       -o filename  默认将strace的结果输出到stdout，通过-o可以将输出写入到filename文件中

JMeter

概览

Jmeter是什么?

Apache组织使用纯java开发的一个开源免费测试工具，
    可以实现接口和性能测试。用于对软件做压力测试，最初被设计用于Web应用测试，但后来扩展到其他测试领域。
    可以用于测试静态和动态资源，例如静态文件、Java 小服务程序、CGI 脚本、 Java 对象、数据库、FTP 服务器， 等等。
    能够对应用程序做功能/回归测试，通过创建带有断言的脚本来验证你的程序返回期望的结果。

安装配置:

(1)官网下载解压http://jmeter.apache.org/ ,配置环境变量: 在系统变量框，点击“新建”，建立一个变量：JMETER_HOME,值为你解压的jmeter安装路径。
(2)配置classpath=%JMETER_HOME% %JMETER_HOME%\lib\ext\ApacheJMeter_core.jar;%JMETER_HOME%\lib\jorphan.jar;%JMETER_HOME%\lib/logkit-2.0.jar; 确定即可.
(3)在安装目录bin目录，点击 JMeter.bat 启动 JMeter 工具。

文件目录：

bin目录：主要存放可执行文件，主程序的jar包，配置文件，日志文件等。
    常用文件：
        jmeter.bat:windows下的应用启动文件。
        jmeter.sh:linux下启动文件。
        jmeter.log：应用运行的日志文件。
        jmeter.properties：系统配置文件，经常需要根据需要修改。
说明：jmeter.bat/jmeter.sh：启动脚本中，可以对Jmeter的启动参数JVM堆内存大小进行配置，默认为512M,建议修改成1024M。* setHEAP=Xms1024m-Xmx1024m*
docs目录：存放Jmeter官方API文档，便于进行二次开发。
extras目录：扩展插件目录，常用的是 Jmeter与ant集成的文件。
lib\ext目录:该目录存放的是Jmeter的插件或者扩展组件。Jmeter会自动在lib和ext下寻找需要的类。一般扩展的依赖包，会打成jar包放入ext目录。
printtable_docs目录：该目录存放的是官方用户手册。

组件介绍:

三大模块:线程组,取样器,监视器.
线程组:用来控制压测环境,模拟用户，也叫Users。一个线程组模块可以包含多个线程，每个线程代表一个用户，这样可以模拟高并发下的请求，并根据网站的响应信息来判断网站的相关性能。
取样器:进行脚本逻辑控制。模拟用户操作向服务器发送请求,告诉Jmeter发送怎样的请求到服务器,并等待响应.每个取样器可以生成一个或多个采样结果.
监视器:监控压测的运行,从而获取一些性能指标.

线程数：虚拟用户数，即并发数，一个线程表示一个虚拟用户；
Ramp-Up Period：所有线程启动的时间，单位s。通过这个参数可以设置每个线程间的启动间隔；
循环次数：测试循环的次数，如果勾选了“永远”，那么所有线程会一直发送请求，直到手动停止运行脚本；
监听器（Listener）：是用来监听系统资源的元件。它是用来对测试结果数据进行处理和可视化展示的一系列元件。 图形结果、查看结果树、聚合报告、用表格察看结果都是我们经常用到的元件。
聚合报告(aggregate report):对于每个请求，它统计响应信息并提供请求数，平均值，最大，最小值，错误率，大约吞吐量(以请求数/秒为单位)和以kb/秒为单位的吞吐量.
测试计划(Test Plan)：使用 Jmeter 进行测试的起点，它是其它 Jmeter 测试元件的容器。
线程组(Thread Group)：代表一定数量的并发用户，它可以用来模拟并发用户发送请求。
采样器(sampler)：定义实际的请求内容，被线程组包含，比如HTTP请求、java请求等。
监听器(Listener) ：响应结果的显示，统计等。
逻辑控制器(Logic Controller) ：帮助用户控制Jmeter的测试逻辑及执行顺序。
断言(Assertions) ：用来检查从服务器获得的响应内容是否符合预期。
配置元件(Config Element) ：初始化默认值和变量，以便采样器使用。
前置处理器(Pre Processors)和后置处理器(Post Processors) ：请求前后的处理操作。
定时器(Timer)：为采样器设置等待时长。
每个接口请求会显示独立的一行数据，每行有13个字段，含义分别如下：
Label：请求名或者请求标签，每个JMeter 的组件（例如 HTTP Request）都有一个 “名称” 属性，这里显示的就是“名称”属性的值。
 

Samples：表示你这次测试中一共发出了多少个请求，如果模拟10个用户，每个用户迭代10次，那么这里显示就是100.

Average：平均响应时间，默认情况下是单个 Request 的平均响应时间，当使用了 Transaction Controller 时，也可以以Transaction 为单位显示平均响应时间。
Median：中位数，也就是所有请求响应时间中排在中间的那个响应时间点，就是50% Line，参考90% Line解释。
90% Line：90%用户请求响应时间，如果把某次任务的所有请求的响应时间按从小到大排序，它是指排在90％处那个点的请求的响应时间，也就是说有90%的请求的响应时间小于等于这个响应时间。后面的50/60/70/80/90/95/99 % Line 也是类似的含义。
95% Line：95%用户请求响应时间，请参考90% Line解释。 99% Line：99%用户请求响应时间，请参考90% Line解释。Min：最小响应时间，所有请求样本中的最小响应时间。 Max：最大响应时间，所有请求样本中的最大响应时间。
Error%：本次测试中“出现错误的请求数/请求的总数”百分比值。
Throughput：吞吐量，服务器一定时间范围内处理的请求数。在本报告中它的含义其实其实是吞吐率，表示每秒完成的请求数（Request per Second），此指标代表服务器的处理能力，比如支付宝峰值处理量达到12万笔/秒。
Received KB/sec：每秒从服务器端接收到的数据量。 Sent KB/sec：每秒从客户端发送到服务器端的数据量。

测试计划

线程组：（1）断言、定时器、监听器、配置元件、后置处理器
       （2）逻辑控制器
       （3）Sampler       

jmeter操作数据库：

 接口测试中对数据进行查询，传入数据作为请求参数，或者断言时查看数据是否正确写入数据库。接口或者性能测试，通过接口并发请求，批量实现数据的构造，数据恢复操作。快速实现对数据库的增删改查。
添加数据库驱动:将对应的数据库驱动jar包放入jmeter的lib目录下，以mysql驱动为例，重启jmeter生效。
添加JDBC Connection Configuration（数据库配置连接池）添加路径：测试计划->添加->配置元件->JDBC Connection Configuration. 添加线程组及JDBC Request. 查看执行sql语句响应数据

Jmeter接口测试之参数关联:

关联:请求之间通过传递参数建立联系。一般需要将一个请求的响应参数，作为另一个请求的入参。比如登录后的操作，第一步实现登录请求，然后将请求返回的token提取出来保存到一个变量中，后续请求作为入参使用。

Grafana工具

实时展示JMeter压测数据,数据范围可选,界面更友好.