【性能测试】基础概念|JMeter的使用|测试案例

一.性能测试

1.什么是性能测试？

性能测试是一种软件测试类型，主要用于评估软件系统在特定工作负载下的性能表现。它通过模拟实际使用场景，帮助开发团队了解系统在不同条件下的响应时间、吞吐量、资源利用率等关键指标，从而发现性能瓶颈、优化系统性能，并确保软件能够满足用户的需求。

2.性能指标

 a.响应时间（Response Time）

• 含义：从用户发起请求到系统返回结果所花费的时间。通常以毫秒（ms）或秒（s）为单位。

• 重要性：响应时间直接影响用户体验。过长的响应时间会导致用户流失，尤其是在对实时性要求较高的场景（如电商交易、在线游戏等）。

• 分类：

  • 平均响应时间（Average Response Time）：所有请求响应时间的平均值。

  • 最大响应时间（Max Response Time）：在测试期间记录到的最长响应时间。

  • 最小响应时间（Min Response Time）：在测试期间记录到的最短响应时间。

  • 90%响应时间（90th Percentile Response Time）：90%的请求响应时间不超过该值，用于排除极端值的影响。

• 影响因素：网络延迟、服务器处理能力、代码效率、数据库查询速度等。

b. 吞吐量（Throughput）

• 含义：系统在单位时间内能够处理的事务数量，通常以每秒事务数（TPS）或每秒页面数（PPS）表示。

• 重要性：吞吐量反映了系统的处理能力。高吞吐量意味着系统能够同时处理更多的用户请求，适合高并发场景。

• 影响因素：服务器性能、网络带宽、数据库性能、代码优化等。

• 应用场景：电商网站、在线支付系统等需要处理大量并发请求的系统。

c. 资源利用率（Resource Utilization）

• 含义：系统运行时对硬件资源的使用情况，包括CPU、内存、磁盘I/O、网络带宽等。

• 重要性：资源利用率直接影响系统的性能和稳定性。过高的资源利用率可能导致系统性能下降甚至崩溃。

• 常见指标：

  • CPU利用率：CPU的繁忙程度，通常以百分比表示（0%~100%）。过高的CPU利用率可能意味着代码效率低下或存在瓶颈。

  • 内存利用率：系统占用的内存比例。内存不足可能导致频繁的垃圾回收或系统崩溃。

  • 磁盘I/O利用率：磁盘的读写速度和等待时间。高I/O利用率可能表明磁盘性能不足。

  • 网络带宽利用率：网络流量的使用情况。带宽不足可能导致响应时间增加。

• 优化建议：通过代码优化、增加硬件资源或调整系统配置来降低资源利用率。

d. 并发用户数（Concurrent Users）

• 含义：系统在同一时刻能够支持的用户数量。

• 重要性：并发用户数反映了系统的承载能力。对于高流量的网站或应用，支持高并发是关键需求。

• 影响因素：服务器性能、数据库连接池大小、线程池配置等。

• 测试方法：通过模拟大量用户同时访问系统，观察系统的性能变化。

e. 错误率（Error Rate）

• 含义：在测试期间系统返回错误的比例，通常以百分比表示。

• 重要性：错误率反映了系统的稳定性和可靠性。高错误率可能表明系统存在缺陷或性能瓶颈。

• 常见错误类型：

  • HTTP错误：如404（页面未找到）、500（服务器内部错误）等。

  • 事务失败：如数据库事务回滚、超时等。

• 优化建议：修复代码中的错误、优化异常处理机制、增加容错能力。

f. 吞吐量饱和点（Throughput Saturation Point）

• 含义：系统吞吐量达到最大值时的负载点。在此点之后，吞吐量不再增加，甚至可能下降。

• 重要性：用于确定系统的最大处理能力。超过饱和点可能导致系统性能急剧下降。

• 测试方法：通过逐步增加负载，观察吞吐量的变化曲线。

g. 资源饱和点（Resource Saturation Point）

• 含义：系统资源（如CPU、内存、磁盘I/O等）达到最大利用率时的负载点。

• 重要性：用于评估系统的资源瓶颈。超过饱和点可能导致系统性能下降甚至崩溃。

• 测试方法：通过监控资源利用率，结合负载测试，确定资源饱和点。

h. 系统恢复时间（Recovery Time）

• 含义：系统在发生故障后恢复正常运行所需的时间。

• 重要性：反映了系统的容错能力和恢复能力。对于关键业务系统，快速恢复是至关重要的。

• 测试方法：通过压力测试或故障注入测试，观察系统从故障中恢复的时间。

i. 事务成功率（Transaction Success Rate）

• 含义：成功完成的事务数量与总事务数量的比例，通常以百分比表示。

• 重要性：反映了系统的可靠性和稳定性。低成功率可能表明系统存在性能问题或逻辑错误。

• 优化建议：优化事务处理逻辑、增加超时设置、优化数据库性能。

j. 页面加载时间（Page Load Time）

• 含义：从用户请求页面到页面完全加载完成的时间。通常以毫秒或秒为单位。

• 重要性：对于Web应用和移动应用，页面加载时间直接影响用户体验。过长的加载时间可能导致用户流失。

• 优化建议：优化前端代码、减少资源文件大小、使用缓存技术等。

二.压测工具JMeter

1.什么是JMeter？

ApacheJMeter ，是一个100%纯Java的开源软件，旨在加载测试功能行为和测量性能。它最初设计用于测试Web应用程序，但后来扩展到其他测试功能。相较于世面上一些其他性能测试工具，Jmeter是为数不多的既好用又开源免费的测试工具。

2.JMeter主要元件

• 测试计划：是使用 JMeter 进行测试的起点，它是其他 JMeter 测试元件的容器。
• 线程组：代表一定数量的用户，它可以用来模拟用户并发发送请求。实际的请求内容在 Sampler 中定义，它被线程组包含。
• 配置元件：维护 Sampler 需要的配置信息，并根据实际的需要修改请求的内容。
• 前置处理器：负责在请求之前工作，常用来修改请求的设置。
• 定时器：负责定义请求之间的延迟间隔。
• 取样器（Sampler）：是性能测试中向服务器发送请求，记录响应信息、响应时间的最小单元，如 HTTP Request Sampler、FTP Request Sampler、TCP Request Sampler、JDBC Request Sampler 等，每一种不同类型的 Sampler 可以根据设置的参数向服务器发出不同类型的请求。
• 后置处理器：负责在请求之后工作，常用获取返回的值。
• 断言：用来判断请求响应的结果是否如用户所期望的。
• 监听器：负责收集测试结果，同时确定结果显示的方式。
• 逻辑控制器：可以自定义 JMeter 发送请求的行为逻辑，它与 Sampler 结合使用可以模拟复杂的请求序列。

3.下载安装

修改语言【Options->Choose Language->Chinese(Simplified)】

4.打开

下载后找到   jmeter->bin->jmeter.bat

三.使用|测试案例

1.新建线程组【Test Plan->右键->添加->线程(用户)-线程组】

这里可以配置线程组名称，线程数，准备时长（Ramp-Up Period(in seconds)）循环次数，调度器等参数： 

1. 线程数：虚拟用户数。一个虚拟用户占用一个进程或线程。设置多少虚拟用户数在这里也就是设置多少个线程数。 
2. Ramp-Up Period(in seconds)准备时长：设置的虚拟用户数需要多长时间全部启动。如果线程数为10，准备时长为2，那么需要2秒钟启动10个线程，也就是每秒钟启动5个线程。 
3. 循环次数：每个线程发送请求的次数。如果线程数为10，循环次数为100，那么每个线程发送100次请求。总请求数为10*100=1000 。如果勾选了“永远”，那么所有线程会一直发送请求，一到选择停止运行脚本。 
4. Delay Thread creation until needed：直到需要时延迟线程的创建。 
5. 调度器：设置线程组启动的开始时间和结束时间(配置调度器时，需要勾选循环次数为永远) 
持续时间（秒）：测试持续时间，会覆盖结束时间 
启动延迟（秒）：测试延迟启动时间，会覆盖启动时间 
启动时间：测试启动时间，启动延迟会覆盖它。当启动时间已过，手动只需测试时当前时间也会覆盖它。 
结束时间：测试结束时间，持续时间会覆盖它。

2.新建HTTP请求【线程组->右键->添加->取样器-HTTP请求】

3.添加HTTP请求头【HTTP请求->右键->添加->配置元件->HTTP信息头管理器】

在大多数web系统里，往往都对api接口做了权限认证，而这次测试的系统也不例外，是典型的token机制，如果不在请求头里加上合法的token，那么这个测试是会被拦截的，也就没办法对业务接口进行测试。所以这里需要把请求头中token复制过来（不同系统权限设计不同，我这里是X-Access-Token）。
当然如果是使用cookie机制来实现的权限认证，则需新建一个Cookie管理器，这里就不多赘述了。

4.添加合适的响应断言【HTTP请求->右键->添加->断言->响应断言】

5.添加断言结果【HTTP请求->右键->添加->监听器->断言结果】

6.添加监听器

7.运行