一、什么是性能测试？

性能测试是通过自动化的测试工具模拟多种正常、峰值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试。

二、性能测试内容

1）负债测试（load test）：对于分布式网络，测试不同用户数量来测试系统的反应，主要关注性能指标，系统不同表现。
2）压力测试（stress testing）：高压状态下多用户高并发测试（30万-50万），主要关注系统是怎么崩溃的。（内存泄漏，cpu无响应，数据库无反应，网络堵塞）
3）容量测试（volumn testing）：系统最大支撑的相关数量，数据库最大数据数量，用户数量。

三、性能测试指标

1.从外部看，性能测试主要关注如下三个指标

• 吞吐量：每秒钟系统能够处理的请求数、任务数。
• 响应时间：服务处理一个请求或一个任务的耗时。
• 错误率：一批请求中结果出错的请求所占比例。

2.从内部看，即从服务器的角度看，性能测试主要关注

• CPU
• 内存
• 服务器负载
• 网络
• 磁盘IO

四、各性能指标介绍

1.响应时间

响应时间是最能反应服务器性能的指标之一，也是用户最关心的业务体验（一般响应时间在3s内，用户会感觉比较满意。在3s~8s之间用户勉强能接受，大于8s用户就可能无法接受，从而刷新页面或者离开）
响应时间=网络响应时间+应用程序响应时间=（N1+N2+N3+N4）+(A1+A2+A3)

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2.吞吐量

吞吐量：即网络传输的数据量，简单来说，就是处理客户的请求数。
吞吐率：单位时间（可以是秒/分/时/天）内网络成功传输的数据量，如请求数/秒、页面数/秒
吞吐量QPS（TPS）= 并发数/平均响应时间
吞吐量预估方法：采用8/2原则。即80%的请求访问在20%的时间内到达。此时根据系统pv测算出qps值
峰值qps=（总Pv * 80%）/（606024*20%）。

例如500W访问，预估QPS: (500W * 0.8) / (606024*0.2) = 400W / 17280 = 232

3.错误率

错误率和服务的具体实现有关。通常情况下，由于网络超时等外部原因造成的错误比例不应超过5%%，由于服务本身导致的错误率不应超过1%，个别服务要求高，错误率不能超过0.01% 。

4.cpu

后台服务的所有指令和数据处理都是由CPU负责，服务对CPU的利用率对服务的性能起着决定性的作用。

Linux系统的CPU主要有如下几个维度的统计数据：

• us：用户态使用的cpu时间百分比
• sy：系统态使用的cpu时间百分比
• ni：用做nice加权的进程分配的用户态cpu时间百分比
• id：空闲的cpu时间百分比
• wa：cpu等待IO完成时间百分比
• hi：硬中断消耗时间百分比
• si：软中断消耗时间百分比

5.内存

计算机中所有程序的运行都在内存中进行，内存分为物理内存、页面交换（Paging），SWAP内存（虚拟内存）

• 页面交换：当物理内存即实际的内存满了的时候，将物理内存中不常用的进程调出存储到虚拟内存中，以缓解物理内存空间的压力，所以当物理内存与虚拟内存的数据交换频繁的时候，这时候就要关注下内存的性能情况。
• SWAP内存：为进程分配虚拟的内存空间，即调用硬盘的空间作为内存使用。
• 物理内存：一般即使是物理内存满内存也不能代表内存出现问题，主要是看虚拟内存swap，虚拟内存应该<=70%，大于则可以考虑是否内存问题或者内存泄漏

内存的性能分析是用可用内存与页面交换来分析的，可用内存使用占70%-80%为上限，当超出这个数值，内存性能情况就比较危险，而且即使可用内存使用不超过80%的数值时，页面交换比较频繁时，也是要关注下内存情况。

6.网络

指单位时间内通过网络的数据量，当吞吐量大于网路设备或链路最大传输能力，即带宽时，则应该考虑升级网络设备或者增加带宽，Linux命令netstate

7.磁盘IO

磁盘的 I/O，顾名思义就是磁盘的输入输出，输入指的是对磁盘写入数据，输出指的是从磁盘读出数据。服务器常用的是 SAS 和 FC 磁盘，每一种磁盘的性能是不一样的。磁盘吞吐量，指单位时间内通过磁盘的数据量，主要关注磁盘的繁忙率，如果高于70%，则磁盘瓶颈。

四、峰值QPS和机器计算公式

原理：每天80%的访问集中在20%的时间里，这20%时间叫做峰值时间
公式：( 总PV数 * 80% ) / ( 每天秒数 * 20% ) = 峰值时间每秒请求数(QPS)
机器：峰值时间每秒QPS / 单台机器的QPS = 需要的机器