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.net异步性能测试（包括ASP.NET MVC WebAPI异步方法）

发表于：2017-9-28 16:45

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 作者：cooling2016    来源：51Testing软件测试网采编

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性能测试
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软件测试技术
　　首先，建一个 ASP.NET MVC WebAPI项目，在默认的控制器 values里面，增加两个方法：
　　 // GET api/values?sleepTime=10
　　        [HttpGet]
　　        public async Task<string> ExecuteAIO(int sleepTime)
　　        {
　　            await Task.Delay(sleepTime);
　　            return  "Hello world,"+ sleepTime;
　　        }
　　        [HttpGet]
　　        // GET api/values?sleepTime2=10
　　        public string ExecuteBIO(int sleepTime2)
　　        {
　　            System.Threading.Thread.Sleep(sleepTime2);
　　            return "Hello world," + sleepTime2;
　　        }
　　然后，建立一个控制台程序，来测试这个web API：
　　 class Program
　　    {
　　        static void Main(string[] args)
　　        {
　　            Console.WriteLine("按任意键开始测试 WebAPI:http://localhost:62219/api/values?sleepTime={int}");
　　            Console.Write("请输入线程数：");
　　            int threadNum = 100;
　　            int.TryParse(Console.ReadLine(), out threadNum);
　　            while (Test(threadNum)) ;
　　            Console.ReadLine();
　　            Console.ReadLine();
　　        }
　　        private static bool Test(int TaskNumber)
　　        {
　　            Console.Write("请输入此API方法的睡眠时间（毫秒）,输入非数字内容退出：");
　　            string input = Console.ReadLine();
　　            int SleepTime = 50;
　　            if (!int.TryParse(input, out SleepTime))
　　                return false;
　　            HttpClient client = new HttpClient();
　　            client.BaseAddress = new Uri("http://localhost:62219/");
　　            var result = client.GetStringAsync("api/values?sleepTime=" + input).Result;
　　            Console.WriteLine("Result:{0}", result);
　　            //int TaskNumber = 1000;
　　            Console.WriteLine("{0}次 BIO（同步）测试(睡眠{1} 毫秒)：", TaskNumber, SleepTime);
　　            System.Diagnostics.Stopwatch sw = new System.Diagnostics.Stopwatch();
　　            sw.Start();
　　            Task[] taskArr = new Task[TaskNumber];
　　            for (int i = 0; i < TaskNumber; i++)
　　            {
　　                Task task = client.GetStringAsync("api/values?sleepTime2=" + SleepTime);
　　                taskArr[i] = task;
　　            }
　　            Task.WaitAll(taskArr);
　　            sw.Stop();
　　            double useTime1 = sw.Elapsed.TotalSeconds;
　　            Console.WriteLine("耗时（秒）：{0},QPS:{1,10:f2}", useTime1, TaskNumber/useTime1);
　　            sw.Reset();
　　            Console.WriteLine("{0}次 AIO（异步）测试(睡眠{1} 毫秒)：", TaskNumber, SleepTime);
　　            sw.Start();
　　            for (int i = 0; i < TaskNumber; i++)
　　            {
　　                Task task = client.GetStringAsync("api/values?sleepTime=" + SleepTime);
　　                taskArr[i] = task;
　　            }
　　            Task.WaitAll(taskArr);
　　            sw.Stop();
　　            double useTime2 = sw.Elapsed.TotalSeconds;
　　            Console.WriteLine("耗时（秒）：{0},QPS:{1,10:f2}", useTime2, TaskNumber / useTime2);
　　            return true;
　　        }
　　    }
　　其实主要是下面几行代码：
　　HttpClient client = new HttpClient();
　　client.BaseAddress = new Uri("http://localhost:62219/");
　　var result = client.GetStringAsync("api/values?sleepTime=" + input).Result;
　　注意，你可能需要使用Nuget添加下面这个包:
　　Microsoft.AspNet.WebApi.Client
　　最后，运行这个测试，结果如下:
　　按任意键开始测试 WebAPI:http://localhost:62219/api/values?sleepTime={int}
　　请输入线程数：1000
　　请输入此API方法的睡眠时间（毫秒）,输入非数字内容退出：10
　　Result:"Hello world,10"
　　1000次 BIO（同步）测试(睡眠10 毫秒)：
　　耗时（秒）：1.2860545,QPS:    777.57
　　1000次 AIO（异步）测试(睡眠10 毫秒)：
　　耗时（秒）：0.4895946,QPS:   2042.51
　　请输入此API方法的睡眠时间（毫秒）,输入非数字内容退出：100
　　Result:"Hello world,100"
　　1000次 BIO（同步）测试(睡眠100 毫秒)：
　　耗时（秒）：8.2769307,QPS:    120.82
　　1000次 AIO（异步）测试(睡眠100 毫秒)：
　　耗时（秒）：0.5435111,QPS:   1839.89
　　本来想尝试测试10000个线程，但报错了。
　　上面的测试结果，QPS并不高，但由于使用的是IISExpress，不同的Web服务器软件性能不相同，所以还得对比下进程内QPS结果，于是新建一个控制台程序，代码如下：
　　 class Program
　　    {
　　        static void Main(string[] args)
　　        {
　　            Console.WriteLine("按任意键开始测试 ");
　　            Console.Write("请输入线程数：");
　　            int threadNum = 100;
　　            int.TryParse(Console.ReadLine(), out threadNum);
　　            while (Test(threadNum)) ;
　　            Console.ReadLine();
　　            Console.ReadLine();
　　        }
　　        private static bool Test(int TaskNumber)
　　        {
　　            Console.Write("请输入此API方法的睡眠时间（毫秒）,输入非数字内容退出：");
　　            string input = Console.ReadLine();
　　            int SleepTime = 50;
　　            if (!int.TryParse(input, out SleepTime))
　　                return false;
　　            var result = ExecuteAIO(SleepTime).Result;
　　            Console.WriteLine("Result:{0}", result);
　　            //int TaskNumber = 1000;
　　            Console.WriteLine("{0}次 BIO（同步）测试(睡眠{1} 毫秒)：", TaskNumber, SleepTime);
　　            System.Diagnostics.Stopwatch sw = new System.Diagnostics.Stopwatch();
　　            sw.Start();
　　            Task[] taskArr = new Task[TaskNumber];
　　            for (int i = 0; i < TaskNumber; i++)
　　            {
　　                Task task = Task.Run<string>(()=> ExecuteBIO(SleepTime));
　　                taskArr[i] = task;
　　            }
　　            Task.WaitAll(taskArr);
　　            sw.Stop();
　　            double useTime1 = sw.Elapsed.TotalSeconds;
　　            Console.WriteLine("耗时（秒）：{0},QPS:{1,10:f2}", useTime1, TaskNumber / useTime1);
　　            sw.Reset();
　　            Console.WriteLine("{0}次 AIO（异步）测试(睡眠{1} 毫秒)：", TaskNumber, SleepTime);
　　            sw.Start();
　　            for (int i = 0; i < TaskNumber; i++)
　　            {
　　                Task task = ExecuteAIO(SleepTime);
　　                taskArr[i] = task;
　　            }
　　            Task.WaitAll(taskArr);
　　            sw.Stop();
　　            double useTime2 = sw.Elapsed.TotalSeconds;
　　            Console.WriteLine("耗时（秒）：{0},QPS:{1,10:f2}", useTime2, TaskNumber / useTime2);
　　            return true;
　　        }
　　        public static async Task<string> ExecuteAIO(int sleepTime)
　　        {
　　            await Task.Delay(sleepTime);
　　            return "Hello world," + sleepTime;
　　        }
　　        public static string ExecuteBIO(int sleepTime2)
　　        {
　　            System.Threading.Thread.Sleep(sleepTime2);
　　            //不能在非异步方法里面使用 Task.Delay，否则可能死锁
　　            //Task.Delay(sleepTime2).Wait();
　　            return "Hello world," + sleepTime2;
　　        }
　　    }
　　注意，关键代码只有下面两个方法：
　　 public static async Task<string> ExecuteAIO(int sleepTime)
　　        {
　　            await Task.Delay(sleepTime);
　　            return "Hello world," + sleepTime;
　　        }
　　        public static string ExecuteBIO(int sleepTime2)
　　        {
　　            System.Threading.Thread.Sleep(sleepTime2);
　　            //不能在非异步方法里面使用 Task.Delay，否则可能死锁
　　            //Task.Delay(sleepTime2).Wait();
　　            return "Hello world," + sleepTime2;
　　        }
　　这两个方法跟WebAPI的测试方法代码是一样的，但是调用代码稍微不同：
　　同步调用:
　　 Task[] taskArr = new Task[TaskNumber];
　　            for (int i = 0; i < TaskNumber; i++)
　　            {
　　                Task task = Task.Run<string>(()=> ExecuteBIO(SleepTime));
　　                taskArr[i] = task;
　　            }
　　            Task.WaitAll(taskArr);
　　异步调用：
　　　 for (int i = 0; i < TaskNumber; i++)
　　            {
　　                Task task = ExecuteAIO(SleepTime);
　　                taskArr[i] = task;
　　            }
　　            Task.WaitAll(taskArr);
　　可见，这里测试的时候，同步和异步调用，客户端代码都是使用的多线程，主要的区别就是异步方法使用了 async/await 语句。
　　下面是非Web的进程内异步多线程和同步多线程的结果：
　　　　请输入线程数：1000
　　请输入此API方法的睡眠时间（毫秒）,输入非数字内容退出：10
　　Result:Hello world,10
　　1000次 BIO（同步）测试(睡眠10 毫秒)：
　　耗时（秒）：1.3031966,QPS:    767.34
　　1000次 AIO（异步）测试(睡眠10 毫秒)：
　　耗时（秒）：0.026441,QPS:  37820.05
　　请输入此API方法的睡眠时间（毫秒）,输入非数字内容退出：100
　　Result:Hello world,100
　　1000次 BIO（同步）测试(睡眠100 毫秒)：
　　耗时（秒）：9.8502858,QPS:    101.52
　　1000次 AIO（异步）测试(睡眠100 毫秒)：
　　耗时（秒）：0.1149469,QPS:   8699.67
　　请输入线程数：10000
　　请输入此API方法的睡眠时间（毫秒）,输入非数字内容退出：10
　　Result:Hello world,10
　　10000次 BIO（同步）测试(睡眠10 毫秒)：
　　耗时（秒）：7.7966125,QPS:   1282.61
　　10000次 AIO（异步）测试(睡眠10 毫秒)：
　　耗时（秒）：0.083922,QPS: 119158.27
　　请输入此API方法的睡眠时间（毫秒）,输入非数字内容退出：100
　　Result:Hello world,100
　　10000次 BIO（同步）测试(睡眠100 毫秒)：
　　耗时（秒）：34.3646036,QPS:    291.00
　　10000次 AIO（异步）测试(睡眠100 毫秒)：
　　耗时（秒）：0.1721833,QPS:  58077.64
　　结果表示，.NET程序开启10000个任务（不是10000个原生线程，需要考虑线程池线程），异步方法的QPS超过了10万，而同步方法只有1000多点，性能差距还是很大的。
　　注：以上测试结果的测试环境是 
　　Intel i7-4790K CPU，4核8线程，内存 16GB，Win10 企业版
　　总结:
　　不论是普通程序还是Web程序，使用异步多线程，可以极大的提高系统的吞吐量。
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