1.性能测试概述

一、 什么是性能测试？

• 通过工具，找出或获得系统在不同工况下的性能指标值
• 性能测试过程中，重点是**找出****性能指标**，而不再是找出 Bug，
• 性能测试的产出绝对不只是 Bug

案例：

跑步 100 米，用时多少？运动员的心跳、步伐频率是多少？

1. 跑步 100 米：业务场景
2. 用时多少：响应时间
3. 运动员的心跳、步伐：性能指标值

性能指标值和响应时间是否满足当前业务场景的最低要求（合格线）

二、 获取基准值

假设当前有一个业务

电商系统，下单业务，目前还不知道系统支持多少人同时下单，那么我们需要找到服务器能正常支持多少人同时下单

性能测试初始阶段（第一次做）

• 先把基础的性能指标值找出来**（第一次性能测试也叫做基准测试）**
• 比如：100 个人同时下单系统正常，但 120 个人同时下单就会出现部分请求的响应时间超长，连接异常
• 那么 100-120 范围内的某个值就是当前服务器能达到的性能指标值**（基准值）**

版本迭代，进行第二次做性能测试，重新跑一遍之前的性能脚本

• 又会得到一些性能指标值，对比上个版本的性能指标值，看是否有优化（性能变化）
• 假设这个时候 120 个人同时下单是正常的，150 个人才有异常，那么接口已经有优化了

假设公司是从 0 开始做性能测试

• 第一阶段：做好性能测试，得到性能指标值
• 第二阶段：假设性能比之前差，哪些性能指标值不满足预期值，就需要分析是哪里有问题

三、 负载测试 和 压力测试

1. 概念

• 负载测试

• • 逐步增加 系统负载（增加“用户数”），测试系统性能变化，并最终确定系统所能承受的最大负载量
  • **通俗理解：**看看你几斤几两

• 压力测试

• • 在较大的性能压力下，持续运行一个比较长的时间，看看系统服务是否正常及系统资源的利用率情况
  • **通俗理解：**鸭梨山大！
  • **关键字：**较大压力 + 较长时间
  • **注意：**不是满负荷压力哦

2. 场景

• 负载测试

• • 有一个业务，增加到 40 个人的时候，服务器还能正常使用，没有异常
  • 当你增加到 50 个人的时候，服务器已经开始有异常了，那么就能确定 40-50 之间某个值就是系统所能承受的最大负载量**【出现性能拐点，找到了服务器性能瓶颈的范围值】**
  • 最后减小加压梯度（比如：从 40 个人开始每次增加 1 个人、2 个人），确认最大负载量**【确认性能拐点】**

• 压力测试

• • **问：**大家什么时候会觉得工作压力大？
  • **答：**996、007；因为你不会觉得 955 压力山大吧
  • **结论：**所以在我们日常工作中，长时间工作强度高，才会觉得压力大；如果你一周就加班一天也说压力大...（那就别干这一行了）

3. 压力测试持续运行时间要多久？

• 标准性能测试里面，一般是7*24小时，或者是它的倍数
• 但是实际工作中，并不会这么久，否则成本太高
• 所以会以小时为单位，比如：4 个小时、8 个小时...晚上下班之后做，第二天早上上班看结果

4. 先负载测试还是压力测试？

• 先负载测试
• 负载测试可以找到服务器性能瓶颈的范围值，若生产环境中系统稳定性较差，再做压力测试
• 所以压力测试是可做可不做的

四、 性能测试步骤

1. 性能测试准备

• **需求分析，熟悉业务：**确定需要重点关注的点，如 TPS、响应时间（确定需要收集的性能测试指标值）
• 明确性能测试目标（预期性能指标值）和测试范围
• 了解软件功能、架构
• 制定测试方案、测试计划，做好工作量评估
• **制定测试模型（编辑测试用例）：**比如负载测试，场景要如何设计

2. 搭建性能测试环境

• **技术准备：**选择性能测试工具；测试方案中涉及到的技术问题；测试数据的收集方案实现；如何监控系统资源
• 被测系统环境搭建（服务器、服务版本更新、数据库数据准备）
• 网络配置
• 创建初始数据，如：测试账号（预估并发量）

3. 性能测试脚本开发

• 选取协议
• 制作脚本
• 调试脚本
• 验证脚本

4. 性能测试执行

真正开始对服务器进行性能测试

• 试运行
• 场景执行
• 收集并整理测试数据

5. 性能测试结果分析与调优

• **分析依据：**结果图表
• **分析思路：**服务器硬件瓶颈>网络瓶颈>服务器 os 瓶颈（参数配置、数据库、web 服务器）>应用瓶颈（sql 语句、数据库设计、业务逻辑、算法）
• 调优
• 修改脚本或场景
• 性能回归，和之前的测试数据进行对比，是否有优化

7. 性能测试报告与结果跟踪

• **性能测试报告：**整理调优前后的测试数据
• 性能测试问题跟踪
• 构建持久化的性能监听平台，监听线上服务器的系统资源

五、 性能指标

1. 并发用户数（重点）

• 同一时间点，发出请求的用户数，一个用户可以发出多个请求
• 场景不一定是同一个
• 和 CPU、响应时间有关系

和并发的关系

假设有 10 个用户数，每个用户同一时间点内发起 2 个请求，那么服务器收到的请求并发数就是 20

2. 响应时间（Respose Time）

响应时间对于性能测试来说

• 从发起请求到收到请求响应的时间
• **包含了：**Request Time 和 Response Time
• **等价于：**发起请求网络传输时间 + 服务器处理时间 + 数据库系统处理时间 + 返回响应网络传输时间

对用户所感知的响应时间包括

• 用户客户端渲染时间（多了这个）
• 请求/响应数据网络传输时间
• 应用服务器处理时间
• 数据库系统处理时间

3. TPS（Transaction Per Second，最主要的指标）

服务器每秒处理事务数，衡量服务器处理能力的最主要指标

知道 T 是如何定义的

• 在不同的行业、业务中，TPS 定义的颗粒度可能是不同的
• 所以不管什么情况下，需要做性能测试的业务的相关方都要知道你的 T 是如何定义的

定义 TPS 的粒度

• 一般会**根据****场景的目的**来定义 TPS 的粒度
• 接口层性能测试：T 可以定义为接口级
• 业务级性能测试：T 可以定义为每个业务步骤和完整的业务流

4. RPS（Request per Second）

简单理解

每秒请求数，用户从客户端发起的请求数

5. 吞吐量（Throughput）

单位时间内，网络处理的请求数量（事务/s）

网络没有瓶颈时，吞吐量 ≈TPS

6. 吞吐率

单位时间内，在网络传输的数据量的平均速率（kB/s）

7. 资源利用率

• 服务器资源的使用程度，比如服务器（应用、服务器）的 CPU 利用率，内存利用率，磁盘利用率，网络带宽利用率
• 一般不超过 80%