从http、浏览器调试到压力测试（三）

本文共分3个章节，即：
一、http协议
二、浏览器调试
三、压力测试

三、压力测试

1. 性能测试 vs 压力测试

性能测试（Performance Test）主要测试系统是否满足性能要求，同时可能为了保留系统的扩展空间而进行的一些稍稍超过“正常”范围的测试，比如：当前系统使用用户100人，可能未来人数会增多到300人，所以要让系统能够在300人情况下正常运行。

压力测试（Stress Test）是测试在一定的负载下系统长时间运行的稳定性。压力测试尤其关注大业务量情况下长时间运行的系统性能变化，如：是否反应变慢、是否会内存泄漏导致系统逐渐崩溃、是否能恢复。

通俗地讲，压力测试是性能测试的一部分，但它们有所区别：

• 性能测试是验证应用系统满足性能需求；
• 压力测试更加“暴力”，它是为了发现在什么条件下应用系统的性能变得不可接受，是找到极限值。

2. 压力测试的步骤

2.1 明确测试目标

1. 确定存量数据的规模：一般会要求制造出3~5年的存量数据；
2. 确定需要进行压力测试的业务：一般是用户使用最频繁，或者业务操作复杂的业务；
3. 确定操作用户的的数量、各类操作用户的比例；
4. 确定峰值业务量的要求：一般是1个小时内最多要处理的笔数；
5. 确定对交易类业务响应时间的要求：如在峰值情况下，单笔业务的处理时间小于2秒；
6. 确定对于批量类业务响应时间的要求：如进行日终、月终、年终的处理时间，与外系统间批量数据传输的时间。

2.2 构建压力测试场景

为了进行压力测试的技术准备，需要阅读如下资料：

1. 系统概要设计：了解系统技术架构，确定测试方法；
2. 操作手册：了解系统使用过程；
3. 程序/接口设计文档：如果是自己团队开发的；
4. 分析http交互过程：如果是别人家的程序。

为了开发压力测试脚本需要：

1. 准备测试环境，压力测试一般要求环境配置较高，最好与生产环境一致或者接近；
2. 参数化脚本；
3. 脚本回放，验证脚本是否可以成功的执行。

2.3 执行压力测试：

1. 单用户运行压力测试场景；
2. 多用户运行测试场景，查看系统资源消耗等
3. 阅读压力测试报告，开始调优工作。

3. 压力测试关键指标

压力测试结束后会产生一个测试报告，报告中应该至少包含如下的指标：

• 样本（Samples）：表示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，那么样本总数就是100；
• 平均值（Average）：平均响应时间；
• 中位数（Median）：50％用户的响应时间；
• 90%百分位（90% Line）：90％用户的响应时间；
• 95%百分位（95% Line）：95％用户的响应时间；
• 99%百分位（99% Line）：99％用户的响应时间；
• 最小值（Min）：最小响应时间；
• 最大值（Max）：最大响应时间；
• 异常 %（Error %）：本次测试中出现请求错误的数量/请求的总数；
• 吞吐量（Throughput）：默认情况下表示每秒完成的请求数；
• 接收（Received） KB/sec：每秒从接收到的数据量；
• 发送（Sent） KB/sec：每秒发送给服务器端的数据量。

明白如上测试指标的含义，可以帮助我们读懂测试报告，分析性能瓶颈，进而提供优化方向。

4. 压力测试工具JMeter

Apache JMeter是Apache组织开发的基于Java的压力测试工具。其实有很多压力测试工具，选择jmeter的主要原因是开源、免费，而且易用、足够用。

下载及安装方法：

1. 注意：jmeter依赖java运行，因此要先安装jdk。
2. 打开浏览器，输入网址“https://jmeter.apache.org/”；
3. 在页面的左侧菜单中，点击“Download Releases”链接；
4. 在下载页面，找到类似“apcahe-jmeer-5.x.x.zip”的链接，然后点击开始下载；
5. 下载完成后，把文件解压到某个盘符下的“apcahe-jmeer-5.x.x”目录中；
6. 进入子目录“bin”，双击“jmeter.bat”即可运行程序。

jmeter刚运行时，显示的是英文界面，可以点击菜单“Options>Choose Language>Chinese(Simplified)”，切换到中文。

5. 压力测试实战

我用“携程网站查询航班”的功能为例，给大家演示如何使用“浏览器调试+jmeter”进行压力测试。

1. 打开chrome浏览器，在地址栏输入“ctrip.com”，回车打开携程网主页；
2. 在页面的左侧点击“机票”，看到机票查询对话框；
3. 填写任意的出发城市、到达城市、出发日期；
4. 在点击“搜索机票”按钮前，一定要先按F12键，打开“开发者工具”，这样我们在能够捕获到http交互信息。

1. 在“开发者工具”上，点击“Network”标签，查看http信息；
2. 点击“Time”列，确保下方的列表数据按照响应时长的倒序排序。这么做是因为大多数情况下，来自服务器端的数据处理都比较耗时，便于我们找到想要的信息；
3. “products”排在最前面，点击它，看看http的详情。

1. 先点击“Preview”或“Response”标签，看看服务器返回来的是否我们想要的数据。“Response”中显示的是原文，相比较之下，“Response”中的可阅读性更友好一点，但它们的内容实际是一样的；
2. 预览json数据，我们发现了“城市、航班”数据，我们的运气比较好，比较顺利就找到了想找的http交互，接下来就是分析参数了。

不得不说一句：携程返回的航班查询结果数据很大，如果保存为文本文件可达到2M以上。数据量大是因为承运的航空公司多、起飞时刻多、每个航班的价格也多。

参考上图，各个参数的意义如下：

1. Request URL包含我们想要测试的网址；请求方法是post；
2. 服务器端口是443；
3. 为了查询，发送给服务器的cookie在这里；
4. 为了查询，发送给服务器的浏览器客户端参数在这里；
5. 为了查询，发送给服务器的航班查询参数在这里。
   以上信息很重要，需要把它们复制下来，在后续的jmeter压力测试中使用。

1. 打开jmete，刚运行时显示的是英文界面，可以点击菜单“Options>Choose Language>Chinese(Simplified)”，切换到中文；
2. 更改“测试计划名称”为“航班查询压力测试”。

1. 在左侧选择、并右键单击“航班查询压力测试”，然后在弹出菜单中选择并单击“添加>线程（用户）>线程组”，完成线程组创建；
2. 在左侧选择新创建的线程组，然后右键单击，在弹出菜单中选择并单击“添加>取样器>HTTP请求”；右键单击，在弹出菜单中选择并单击“添加>配置元件>HTTP信息头管理器”；右键单击，在弹出菜单中选择并单击“添加>监听器>查看结果树”；右键单击，在弹出菜单中选择并单击“添加>监听器>聚合报告”。

在添加以上内容的时候，你会发现jmeter提供了很多可选的组件。其中以上内容，是我们完成本次测试必须的：

• HTTP信息头管理器，用于组织要发送给服务器的http头参数（本例中要把content-type、cookie、user-agent配置在这里）；
• HTTP请求，用于组织要发送给服务器的数据（本例中就是航班查询参数）；
• 查看结果树，用于保存从服务器返回的数据；
• 聚合报告，用于查看测试结束后的压力测试报告；
• 线程组，是我们可以配置并发量的地方，默认情况下是单线程的，也就是1个用户，我们先保持默认值不变，并在所有参数配置好、验证可行后再增加并发量。

在左侧点击“HTTP请求”，然后配置上面的参数值。这些值，均来自前面用“开发者工具”捕获的参数，对应关系如下：

1. 把“Request URL”拆分为“协议”、“服务器名称或IP”、“路径”；
2. 把“Request Payload”的内容复制后填在“消息体数据”中；
3. 本案例中，http请求方法是post、端口号是443、内容编码是utf-8。

1. 在左侧点击“HTTP信息头管理器”，进入配置界面；
2. 点击“添加”按钮；
3. 依次添加“content-type”、“cookie”、“user-agent”三个头参数，它们的取值来自前面“浏览器调试”捕获的结果，复制过来即可。

1. 配置完成后，点击“启动”按钮，即可开始测试单线程下，是否可以正确测试；
2. 测试执行完成后，点击左侧的“查看结果树”，就可以确认执行情况；
3. 如果这里有“200 OK”的字样，说明执行成功了；
4. 如果想看看返回的航班查询结果数据，那么点击“响应数据”即可。

1. 点击左侧的“聚合报告”，可以查看测试报告；
2. 由于我们进行了默认的单线程测试，因此样本数等于1，在这种情况下，平均值、各种中位值、最小值、最大值都是一样的，上面截图是3126ms，该值在不同的测试机上会有所不同。

单线程的测试，只是为了验证测试参数都配置正确了。接下来就开始配置多线程的测试：

1. 在左侧点击“线程组”， 进入线程量属性配置对话框；
2. 设置线程数为50、Ramp-Up时间为5秒、循环次数为1；
3. 点击“启动”按钮，开始多线程并发测试。

上面我们用到了三个线程属性，它们的说明如下：

• 线程数：简单的说，就是模拟的用户量；
• Ramp-Up时间：用于告知JMeter 要在多长时间内建立全部的线程。默认值是0，JMeter将立即建立所有线程。假设ramp-up period 设置成T秒，全部线程数设置成N个，JMeter将每隔T/N秒建立一个线程。
• 循环次数：默认为1，表示并发测试只执行一轮。如果勾选上“永远”，那么测试将一直进行下去，除非点击上方“启动”旁边的“停止”来中断测试。

以上执行需要一段时间，执行完毕后，可以再次查看“聚合报告”。需要说明的是：

1. 测试环境不一样，测试结果也会不一样;
2. 总的来说携程在大并发量的情况下性能仍然没有滑坡；
3. 携程对恶意查询设置了防御措施，连续启动几次后，就暂时不能测试了。

6. 压力测试小结

如果是对我们自己开发的应用程序进行测试，那么在构建好测试参数后，可以逐步增加测试并发量，进行多轮次的压力测试，直到关键测试指标值达到不可接受的程度，那么就得到了应用系统的性能上限。

本章节只是对使用jmeter进行压力测试的入门，jmeter本身还提供了更多的功能，详情可参考官方的用户手册。