性能测试相关名词

发表于:2018-10-25 11:46

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 作者:军子    来源:博客园

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  响应时间
  a)定义:从用户发送一个请求到用户接收到服务器返回的响应数据这段时间就是响应时间。直观上看,这个指标与人对软件性能的主观感受是非常一致的,因为它完整地记录了整个计算机系统处理请求的时间。由于一个系统通常会提供许多功能,而不同功能的处理逻辑也千差万别,因而不同功能的响应时间也不尽相同,甚至同一功能在不同输入数据的情况下响应时间也不相同。所以,在讨论一个系统的响应时间时,人们通常是指该系统所有功能的平均时间或者所有功能的最大响应时间。当然,往往也需要对每个或每组功能讨论其平均响应时间和最大响应时间。
  b) 关键路径:下图为一次http请求经过的路径,请求会经过网络发送到web服务器进行处理,如果需要操作DB,再由网络转发到数据库进行处理,然后返回值给web服务器,web服务器最后把结果数据通过网络返回给客户端。
  c) 计算方法:Response time = (N1+N2+N3+N4)+ (A1+A2+a3),即:(网络时间 + 应用程序处理时间)
  d) 响应时间-负载对应关系:
   
  图中拐点说明:
  1、响应时间突然增加
  2、意味着系统的一种或多种资源利用达到的极限
  3、通常可以利用拐点来进行性能测试分析与定位
  资源利用率
  a) 定义:指的是对不同系统资源的使用程度,通常以占用最大值的百分比来衡量
  b) 通常需要关注的服务器资源如下:
  1、CPU:就像人的大脑,主要负责相关事情的判断以及实际处理的机制
  2、内存:大脑中的记忆块区,将眼睛,皮肤等收集到的信息记录起来的地方,以供cpu进行判断,但是是临时的,访问速度快,如果关机或断电这里的数据会消失。
  3、磁盘IO:大脑中的记忆区块,将重要的数据保存起来(永久保存,关机或断电不会丢失,速度慢),以便将来再次使用这些数据。
  4、网络:
  c)资源利用-负载对应关系:
   
  图中拐点说明:
  1、服务器某荐资源使用逐渐达到饱和
  2、通常可以利用拐点来进行性能测试分析与定位
  思考时间
  用户每个操作后的暂停时间,或者叫操作之间的间隔时间,此时间内是不对服务器产生压力的。
  PV/UV/IP
  名词解释
  PV (Page View)         页面浏览量         用户每一次对网站中的每个页面访问均被记录1次。用户对同一页面的多次刷新,访问量累计。
  UV (Unique Visitor)   独立访客            通过访问电脑的cookies实现。
  IP                                                              通过访问电脑的ip实现。
  UV、IP的区别
  1. 比如你是ADSL拨号上网,拨一次号自动分配一个IP,进入了网站,就算一个IP;断线了而没清理Cookies,又拨号一次自动分配一个IP,又进入了同一个网站,又统计到一个IP,这时统计数据里IP就显示统计了2次。UV没有变,是1次。
  2. 同一个局域网内2个人,在2台电脑上访问同一个网站,他们的公网IP是相同的。IP就是1,但UV是2。
  QPS
  Queries Per Second意思是“每秒查询率”,是对一个特定的查询服务器在规定时间内所处理流量多少的衡量标准,在因特网上,作为域名系统服务器的机器的性能经常用每秒查询率来衡量。对应fetches/sec,即每秒的响应请求数,也即是最大吞吐能力。 (看来是类似于TPS,只是应用于特定场景的吞吐量)
  并发数
  并发用户数:某一物理时刻同时向系统提交请求的用户数,提交的请求可能是同一个场景或功能,也可以是不同场景或功能。在性能测试工具中,一般称为虚拟用户数(Virutal User)。
  在线用户数:某段时间内访问系统的用户数,这些用户并不一定同时向系统提交请求
  系统用户数:系统注册的总用户数据
  三者之间的关系:系统用户数 >= 在线用户数 >= 并发用户数
  并发用户数和注册用户数、在线用户数的概念不同,并发用户数一定会对服务器产生压力的,而在线用户数只是 ”挂” 在系统上,对服务器不产生压力,注册用户数一般指的是数据库中存在的用户数。
  并发主要是针对服务器而言,是否并发的关键是看用户操作是否对服务器产生了影响。因此,并发用户数量的正确理解为:在同一时刻与服务器进行了交互的在线用户数量。这些用户的最大特征是和服务器产生了交互,这种交互既可以是单向的传输数据,也可以是双向的传送数据。
  并发用户数量的统计的方法目前还没有准确的公式,因为不同系统会有不同的并发特点。例如OA系统统计并发用户数量的经验公式为:使用系统用户数量*(5%~20%)。对于这个公式是没有必要拘泥于计算的结果,因为为了保证系统的扩展空间,测试时的并发用户数量要稍微大一些,除非是要测试系统能承载的最大并发用户数量。举例说明:如果一个OA系统的期望用户为1000个,只要测试出系统能支持200个并发用户就可以了。
  吞吐量(TPS)
  a)定义:单位时间内系统处理的客户端请求的数量。Transactions Per Second的缩写,也就是事务数/秒。它是软件测试结果的测量单位。一个事务是指一个客户机向服务器发送请求然后服务器做出反应的过程。客户机在发送请求时开始计时,收到服务器响应后结束计时,以此来计算使用的时间和完成的事务个数,最终利用这些信息来估计得分。客户机使用加权协函数平均方法来计算客户机的得分,测试软件就是利用客户机的这些信息使用加权协函数平均方法来计算服务器端的整体TPS得分。 TPS 是指系统在单位时间内处理请求的数量。对于无并发的应用系统而言,吞吐量与响应时间成严格的反比关系,实际上此时吞吐量就是响应时间的倒数。对于单用户的系统,响应时间(或者系统响应时间和应用延迟时间)可以很好地度量系统的性能,但对于并发系统,通常需要用吞吐量作为性能指标。对于一个多用户的系统,如果只有一个用户使用时系统的平均响应时间是t,当你有n个用户使用时,每个用户看到的响应时间通常并不是n×t,而往往比n×t小很多(当然,在某些特殊情况下也可能比n×t大,甚至大很多)。这是因为处理每个请求需要用到很多资源,由于每个请求的处理过程中有许多步骤难以并发执行,这导致在具体的一个时间点,所占资源往往并不多。也就是说在处理单个请求时,在每个时间点都可能有许多资源被闲置,当处理多个请求时,如果资源配置合理,每个用户看到的平均响应时间并不随用户数的增加而线性增加。实际上,不同系统的平均响应时间随用户数增加而增长的速度也不大相同,这也是采用吞吐量来度量并发系统的性能的主要原因。一般而言,吞吐量是一个比较通用的指标,两个具有不同用户数和用户使用模式的系统,如果其最大吞吐量基本一致,则可以判断两个系统的处理能力基本一致。
  b)计算单位:一般使用请求数/秒做为吞吐量的单位,也可以使用 页面数/秒表表示。
  另外,从业务角度来说也可以使用 访问人数 /天 或 页面访问量/天 做为单位。
  c)计算方法:Throughput = (number of requests) / (total time).
  d)吞吐量-负载对应关系:
   
  图中拐点说明:
  1、吞吐量逐渐达到饱和
  2、意味着系统的一种或多种资源利用达到的极限
  3、通常可以利用拐点来进行性能测试分析与定位
  二八原则:80%的请求落在20%的时间上,这20%时间叫做峰值时间
  峰值时间每秒请求数(QPS):( 总PV数 * 80% ) / ( 每天秒数 *20% )
  峰值机器数量:峰值时间QPS / 单台机器的QPS
  例子:
  问:每天300w PV 的在单台机器上,这台机器需要多少QPS?
  答:( 3000000 * 0.8 ) / (86400 * 0.2 ) =139 (QPS)
  问:如果一台机器的QPS是58,需要几台机器来支持? 答:139 / 58 = 3
  TPS和并发用户数之间的关系
  TPS就是每秒事务数,但是事务是基于虚拟用户数的,假如1个虚拟用户在1秒内完成1笔事务,那么TPS明显就是1;如果某笔业务响应时间是1ms,那么1个用户在1秒内能完成1000笔事务,TPS就是1000了;如果某笔业务响应时间是1s,那么1个用户在1秒内只能完成1笔事务,要想达到1000TPS,至少需要1000个用户;因此可以说1个用户可以产生1000TPS,1000个用户也可以产生1000TPS,无非是看响应时间快慢。
  也就是说,在评定服务器的性能时,应该结合TPS和并发用户数,以TPS为主,并发用户数为辅来衡量系统的性能。如果必须要用并发用户数来衡量的话,需要一个前提,那就是交易在多长时间内完成,因为在系统负载不高的情况下,将思考时间(思考时间的值等于交易响应时间)加到脚本中,并发用户数基本可以增加一倍,因此用并发用户数来衡量系统的性能没太大的意义。
  在性能测试时并不需要用上万的用户并发去进行测试,如果只需要保证系统处理业务时间足够快,几百个用户甚至几十个用户就可以达到目的。很多专家做过的性能测试项目基本都没有超过5000用户并发。因此对于大型系统、业务量非常高、硬件配置足够多的情况下,5000用户并发就足够了;对于中小型系统,1000用户并发就足够了。

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