JMeter插件 Arrivals Thread Group 源码解析：实现原理与性能测试中的应用

原创于 2025-01-29 10:00:00 发布 · 816 阅读

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Apache JMeter 是一款强大的性能测试工具，广泛应用于负载测试、压力测试和性能分析。为了满足不同场景的需求，JMeter 提供了丰富的插件生态系统。其中，Arrivals Thread Group 是一个非常有用的插件，它允许测试人员模拟更真实的用户行为，特别是在需要控制每秒到达用户数（RPS）的场景中。本文将深入分析 Arrivals Thread Group 的源码，探讨其实现原理，并展示如何在实际性能测试中应用该插件。

1. Arrivals Thread Group 简介

Arrivals Thread Group 是 JMeter 的一个第三方插件，由 Blazemeter 开发并维护。它的主要功能是根据设定的目标 RPS（每秒请求数）动态调整线程数，从而更精确地模拟用户行为。与传统的线程组（如 Thread Group）相比，Arrivals Thread Group 更适合需要控制请求速率的场景。

1.1 与传统线程组的对比

特性	普通线程组	Stepping Thread Group	Arrivals Thread Group
负载模式	固定线程数	阶梯式增加线程数	基于到达率动态调整线程数
用户行为模拟	并发用户模型	线性增长模型	真实用户到达模型（泊松分布）
适用场景	简单压力测试	容量规划测试	流量突发/稳定性测试
资源消耗	高	中等	低（智能调度）

1.2 主要特点：

动态线程调整：根据目标 RPS 自动调整并发线程数。
平滑负载：避免传统线程组中因固定线程数导致的负载波动。
更真实的用户行为：模拟用户到达系统的真实模式。

2. Arrivals Thread Group 源码分析

2.1 源码结构

Arrivals Thread Group 的源码主要包括以下几个核心类：

ArrivalsThreadGroup：线程组的实现类，负责管理线程的创建和调度。
ArrivalsThreadGroupGui：线程组的 GUI 类，提供用户界面配置。

2.2 核心类解析

2.2.1 `ArrivalsThreadGroup`

ArrivalsThreadGroup 是 AbstractDynamicThreadGroup 的子类，位于 com.blazemeter.jmeter.threads.arrivals 包中。它的主要功能是：

动态调整线程数：根据目标 RPS 和系统响应时间，动态增加或减少线程数。
线程池管理：通过线程池（poolThreads）管理空闲线程，优化资源利用率。
统计信息记录：记录到达数（arrivals）、完成数（completions）和放弃数（abandons）等关键指标。

2.2.1.1 核心属性分析

ArrivalsThreadGroup 类中定义了多个关键属性，用于管理线程状态和统计信息：

arrivalsCount：记录到达的请求数（AtomicLong 类型，线程安全）。
completionsCount：记录完成的请求数（AtomicLong 类型，线程安全）。
abandonsCount：记录放弃的请求数（AtomicLong 类型，线程安全）。
poolThreads：管理空闲线程的集合（Set<DynamicThread> 类型，线程安全）。

2.2.1.2 核心方法分析

2.2.1.2.1 `start()` 方法

start() 方法是线程组的入口点，负责初始化线程组并启动线程调度器。

@Override
public void start(int groupIndex, ListenerNotifier listenerNotifier, ListedHashTree testTree, StandardJMeterEngine engine) {
    super.start(groupIndex, listenerNotifier, testTree, engine);
    synchronized (this) {
        try {
            wait(); // 等待第一个到达的请求
            log.info("Got first arrival");
        } catch (InterruptedException e) {
            log.warn("Interrupted start", e);
        }
    }
}

功能：启动线程组，并等待第一个请求到达。
关键点：通过 wait() 方法实现线程同步，确保线程组在第一个请求到达后才继续执行。

2.2.1.2.2 `addThread()` 方法

addThread() 方法用于向线程组中添加新线程。

@Override
public void addThread(DynamicThread threadWorker) {
    super.addThread(threadWorker);
    JMeterContextService.addTotalThreads(1); // 更新全局线程数
}

功能：将新线程添加到线程组中，并更新全局线程数。
关键点：通过 JMeterContextService.addTotalThreads(1) 确保线程数的全局一致性。

2.2.1.2.3 `movedToPool()` 方法

movedToPool() 方法用于将空闲线程移动到线程池中。

public boolean movedToPool(DynamicThread thread) {
    threads.remove(thread);
    if (thread.isStopping()) {
        log.debug("Did not move into pool, because thread is stopping: " + thread);
        return false;
    }

    poolThreads.add(thread); // 将线程添加到线程池
    log.debug("Moved thread to pool: " + thread + ", pool size: " + poolThreads.size());

    ThreadCountsAccessor.decrNumberOfThreads(); // 减少活跃线程数
    synchronized (thread) {
        try {
            thread.wait(); // 等待线程被唤醒
        } catch (InterruptedException e) {
            log.debug("Interrupted", e);
        }
    }
    ThreadCountsAccessor.incrNumberOfThreads(); // 增加活跃线程数
    return running;
}

功能：将空闲线程移动到线程池中，并等待其被重新唤醒。
关键点：通过 thread.wait() 实现线程的挂起，避免资源浪费。

2.2.1.2.4 `releasedPoolThread()` 方法

releasedPoolThread() 方法用于从线程池中释放线程。

public synchronized boolean releasedPoolThread() {
    if (poolThreads.isEmpty()) {
        return false;
    }

    DynamicThread thread = poolThreads.toArray(new DynamicThread[poolThreads.size()])[0];
    poolThreads.remove(thread);
    threads.add(thread); // 将线程重新加入活跃线程集合
    log.debug("Releasing pool thread: " + thread + ", pool size: " + poolThreads.size());
    synchronized (thread) {
        thread.notify(); // 唤醒线程
    }
    return true;
}

功能：从线程池中释放线程，并将其重新加入活跃线程集合。
关键点：通过 thread.notify() 唤醒挂起的线程。

2.2.1.2.5 `isLimitReached()` 方法

isLimitReached() 方法用于检查是否达到到达数限制。

public boolean isLimitReached() {
    long limit;
    try {
        limit = Long.parseLong(getArrivalsLimit());
    } catch (NumberFormatException e) {
        log.error("Invalid arrivals limit, defaulting to 0");
        limit = 0;
    }
    return !(limit <= 0 || arrivalsCount.longValue() < limit);
}

功能：根据配置的到达数限制，判断是否达到限制。
关键点：通过 arrivalsCount 记录当前到达数，并与配置的限制进行比较。

2.2.1.2.6 `arrivalFact()` 方法

arrivalFact() 方法用于记录到达事件。

public synchronized void arrivalFact(JMeterThread thread, long arrivalID) {
    arrivalsCount.incrementAndGet(); // 增加到达数
    notifyAll(); // 唤醒等待的线程
    saveLogRecord("ARRIVAL", thread.getThreadName(), thread.getThreadNum() + "." + arrivalID);
}

功能：记录到达事件，并唤醒等待的线程。
关键点：通过 notifyAll() 实现线程同步。

2.2.2 `ArrivalsThreadGroupGui`

ArrivalsThreadGroupGui 是 AbstractDynamicThreadGroupGui 的子类，位于 com.blazemeter.jmeter.threads.arrivals 包中。它的主要功能是：

提供用户界面：允许用户配置目标 RPS、Ramp-Up 时间、Hold 时间等参数。
数据绑定：将用户输入的配置数据绑定到 ArrivalsThreadGroup 对象。
可视化预览：通过图表展示负载模式，帮助用户直观理解测试计划。

2.2.2.1 核心属性与方法分析

2.2.2.1.1 构造方法

ArrivalsThreadGroupGui 的构造方法用于初始化 GUI 组件，并添加帮助链接。

public ArrivalsThreadGroupGui() {
    super();
    JMeterPluginsUtils.addHelpLinkToPanel(this, getClass().getSimpleName());
}

功能：初始化 GUI 组件，并添加帮助链接。
关键点：通过 JMeterPluginsUtils.addHelpLinkToPanel 提供用户帮助文档的链接。

2.2.2.1.2 `getLabelResource()` 方法

getLabelResource() 方法用于返回 GUI 的标签资源。

@Override
public String getLabelResource() {
    return getClass().getCanonicalName();
}

功能：返回 GUI 的标签资源，通常用于国际化支持。
关键点：返回类的全限定名作为标签资源。

2.2.2.1.3 `getStaticLabel()` 方法

getStaticLabel() 方法用于返回 GUI 的静态标签。

@Override
public String getStaticLabel() {
    return "bzm - Arrivals Thread Group";
}

功能：返回 GUI 的静态标签，显示在 JMeter 的界面中。
关键点：标签名称为 bzm - Arrivals Thread Group，用于标识该线程组。

2.2.2.1.4 `createThreadGroupObject()` 方法

createThreadGroupObject() 方法用于创建 ArrivalsThreadGroup 对象。

protected ArrivalsThreadGroup createThreadGroupObject() {
    return new ArrivalsThreadGroup();
}

功能：创建 ArrivalsThreadGroup 对象，用于存储用户配置。
关键点：返回一个新的 ArrivalsThreadGroup 实例。

2.2.2.1.5 `getAdditionalFieldsPanel()` 方法

getAdditionalFieldsPanel() 方法用于获取额外的配置面板。

@Override
protected AdditionalFieldsPanel getAdditionalFieldsPanel() {
    return new AdditionalFieldsPanel(true);
}

功能：返回一个额外的配置面板，用于设置高级参数。
关键点：通过 AdditionalFieldsPanel 提供额外的配置选项。

2.2.2.1.6 `setChartPropertiesFromTG()` 方法

setChartPropertiesFromTG() 方法用于设置图表的属性。

@Override
protected void setChartPropertiesFromTG(AbstractDynamicThreadGroup tg) {
    if (tg instanceof ArrivalsThreadGroup) {
        ArrivalsThreadGroup atg = (ArrivalsThreadGroup) tg;
        previewChart.setYAxisLabel("Number of arrivals/" + atg.getUnitStr());
    }
}

功能：根据 ArrivalsThreadGroup 的属性设置图表的 Y 轴标签。
关键点：通过 previewChart.setYAxisLabel 设置图表的 Y 轴标签。

2.2.2.1.7 `getRowColor()` 方法

getRowColor() 方法用于返回图表的行颜色。

@Override
protected Color getRowColor() {
    return Color.MAGENTA;
}

功能：返回图表的行颜色，用于区分不同的线程组。
关键点：返回 Color.MAGENTA 作为行颜色。

2.2.2.1.8 `getRowLabel()` 方法

getRowLabel() 方法用于返回图表的行标签。

@Override
protected String getRowLabel(double totalArrivals) {
    log.debug("Total arr: " + totalArrivals);
    return "Arrival Rate (~" + Math.round(totalArrivals) + " total arrivals)";
}

功能：返回图表的行标签，显示总到达数。
关键点：通过 Math.round(totalArrivals) 计算总到达数，并生成标签。

2.2.2.1.9 `createLoadPanel()` 方法

createLoadPanel() 方法用于创建负载配置面板。

@Override
protected ParamsPanel createLoadPanel() {
    LoadParamsFieldsPanel loadFields = new LoadParamsFieldsPanel("Target Rate (arrivals/sec): ", "Ramp Up Time (sec): ", "Hold Target Rate Time (sec): ");
    loadFields.addUpdateListener(this);
    return loadFields;
}

功能：创建负载配置面板，允许用户配置目标 RPS、Ramp-Up 时间和 Hold 时间。
关键点：通过 LoadParamsFieldsPanel 提供负载配置选项，并通过 addUpdateListener 添加更新监听器。

3. Arrivals Thread Group 的实际应用

3.1 安装插件

首先，通过 JMeter 插件管理器安装 Arrivals Thread Group 插件：

打开 JMeter，进入 Options -> Plugins Manager。
在 Available Plugins 中搜索 Arrivals Thread Group，然后点击安装。

3.2 配置 Arrivals Thread Group

在测试计划中添加 Arrivals Thread Group。
配置参数：
- Target Rate：目标 RPS。
- Ramp-Up Time：达到目标 RPS 所需的时间。
- Hold Time：保持目标 RPS 的时间。

3.3 运行测试

启动测试后，Arrivals Thread Group 会根据配置动态调整线程数，确保请求速率符合预期。

4. Arrivals Thread Group 的优势与局限性

4.1 优势

更真实的负载模拟：动态调整线程数，避免传统线程组的负载波动。
易于配置：通过简单的参数设置即可实现复杂的负载模式。
广泛适用性：适用于需要精确控制 RPS 的场景，如 API 测试、微服务测试等。

4.2 局限性

资源消耗较高：动态调整线程数可能会增加系统资源消耗。
不适合固定负载场景：对于需要固定并发用户数的场景，传统线程组可能更合适。

6. 总结

Arrivals Thread Group 是 JMeter 中一个非常实用的插件，通过动态调整线程数来实现目标 RPS，能够更真实地模拟用户行为。通过源码分析，我们深入了解了其实现原理和核心功能。在实际性能测试中，合理使用 Arrivals Thread Group 可以帮助我们更精确地控制负载，提升测试效果。

希望本文能帮助你更好地理解和应用 Arrivals Thread Group！如果你有任何问题或建议，欢迎在评论区留言讨论！