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壓力測(cè)試與過程分析

發(fā)布時(shí)間：2020-09-24

壓力測(cè)試，也叫做性能測(cè)試，中文好像不太區(qū)分。負(fù)載測(cè)試，更多的是測(cè)試系統(tǒng)在長時(shí)間比較大的壓力下的健康狀況。

當(dāng)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)需求被提出，就需要確定性能需求，即：需要給多少人同時(shí)來使用，就是多少人可以同時(shí)在線；平均響應(yīng)時(shí)間有多長；每秒通過的交易（transaction）個(gè)數(shù)有多少；需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬有多大等等。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就需要遵循性能需求，進(jìn)行性能架構(gòu)設(shè)計(jì)。比如，是否使用集群、雙機(jī)熱備、N+1等模式。當(dāng)然，隨著兩地三中心的模式，也需要充分考慮到性能需求和性能架構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。

決定性能的要素，包括了：性能需求、性能架構(gòu)與設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)幾個(gè)部分。

性能架構(gòu)，很多系統(tǒng)都是分成不同的層，以及不同的業(yè)務(wù)組件來實(shí)現(xiàn)具體的應(yīng)用，一般而言包括了交易處理層、業(yè)務(wù)組件層、數(shù)據(jù)庫服務(wù)層三個(gè)大的部分。當(dāng)系統(tǒng)的性能出現(xiàn)問題，我們就需要知道，

上圖是一個(gè)比較簡單的架構(gòu)。當(dāng)系統(tǒng)的性能達(dá)不到要求，我們就要分析問題出在哪一層上。分析在哪一層，最簡單的方法，就是分析業(yè)務(wù)流量路徑圖：

根據(jù)業(yè)務(wù)流量的路徑，對(duì)每個(gè)層進(jìn)行性能數(shù)據(jù)監(jiān)控，得到每個(gè)模塊被調(diào)用的次數(shù)，以及響應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)，從而分析獲得性能瓶頸。

隨著業(yè)務(wù)的復(fù)雜度提升，系統(tǒng)架構(gòu)也日益復(fù)雜，出現(xiàn)了微服務(wù)或者很多跨系統(tǒng)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景：

如上圖，就需要對(duì)外系統(tǒng)或者調(diào)用外系統(tǒng)的接口服務(wù)進(jìn)行監(jiān)控，獲得監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

獲得監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)之后，就需要對(duì)可疑的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。什么是可疑的數(shù)據(jù)？就是按照正常的情況，不應(yīng)該出現(xiàn)的性能曲線，比如數(shù)據(jù)庫sql語句執(zhí)行突然緩慢（隨著數(shù)據(jù)量的增加），交易響應(yīng)時(shí)間突然變長，但是cpu卻沒有大幅度增加等等。

如上圖，是TPS隨時(shí)間變化的趨勢(shì)圖。隨著時(shí)間的變化，客戶端發(fā)起的壓力逐步上升，當(dāng)上升到一等幅度之后，突然開始震動(dòng)和下降，出現(xiàn)了性能瓶頸。

最后，我們來說一下加壓。加壓就是模仿客戶端，生成持續(xù)的交易請(qǐng)求，向系統(tǒng)加壓。

如上圖，我們采用PerformanceRunne性能測(cè)試工具r的架構(gòu)圖，來展示如何產(chǎn)生壓力：

PR的節(jié)點(diǎn)管理器，負(fù)責(zé)管理多個(gè)虛擬機(jī)或者實(shí)體機(jī)，在實(shí)體機(jī)上會(huì)通過多進(jìn)程和多線程來模擬用戶請(qǐng)求。

模擬用戶請(qǐng)求的方式是采用測(cè)試腳本來模擬發(fā)起報(bào)文和接收響應(yīng)報(bào)文：

簡單的協(xié)議，比如http、https、socket等，可以通過錄制來獲得測(cè)試腳本，對(duì)于復(fù)雜的協(xié)議或者通訊中間件，比如MQ、tuxedo、cics等，就無法通過錄制來獲得，就需要手工編寫測(cè)試腳本。

腳本編寫完成，我們需要對(duì)腳本進(jìn)行參數(shù)化，以實(shí)現(xiàn)加壓的時(shí)候，產(chǎn)生壓力的數(shù)據(jù)是不同的，從而模擬更真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景：

針對(duì)具體的統(tǒng)計(jì)口徑和業(yè)務(wù)相關(guān)性，例如：當(dāng)我們通過瀏覽器頁面登錄到一個(gè)系統(tǒng)，一般而言，登錄是一個(gè)服務(wù)，登錄完成之后，會(huì)請(qǐng)求用戶桌面上的各個(gè)數(shù)據(jù)，或者儀表盤信息，是另外的請(qǐng)求。在產(chǎn)生壓力和統(tǒng)計(jì)的時(shí)候，我們需要把這兩個(gè)或者多個(gè)，組合在一起，變成一個(gè)交易（transaction），tps的數(shù)據(jù)也是統(tǒng)計(jì)交易的數(shù)據(jù)，這樣避免了編寫的測(cè)試腳本和真實(shí)的壓力效果不同，如下圖：

性能測(cè)試腳本創(chuàng)建完成，我們就可以根據(jù)具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景來加壓了。一個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，可以對(duì)應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)測(cè)試腳本。

壓力產(chǎn)生策略。我們可以選擇逐步梯度增加并發(fā)個(gè)數(shù)（VU虛擬用戶），來逐步產(chǎn)生壓力，發(fā)現(xiàn)加壓到某個(gè)壓力的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)性能瓶頸。

性能測(cè)試工具，對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，產(chǎn)生性能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)：

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