压力测试中存在的问题

jopen 9年前

软件压力测试是一种基本的质量保证行为，它是每个重要软件测试工作的一部分。软件压力测试的基本思路很简单： 不是在常规条件下运行手动或自动测试，而是在计算机数量较少或系统资源匮乏的条件下运行测试。 通常要进行软件压力测试的资源包括内部内存、CPU 可用性、磁盘空间和网络带宽。压力测试涵盖，性能测试，负载测试，并发测试等等，这些测试点常常交织耦合在一起。

压力测试中存在的问题

(What) 什么是压力测试

软件压力测试是一种基本的质量保证行为，它是每个重要软件测试工作的一部分。软件压力测试的基本思路很简单： 不是在常规条件下运行手动或自动测试，而是在计算机数量较少或系统资源匮乏的条件下运行测试。 通常要进行软件压力测试的资源包括内部内存、CPU 可用性、磁盘空间和网络带宽。

压力测试涵盖，性能测试，负载测试，并发测试等等，这些测试点常常交织耦合在一起。

压力测试存在那些问题

我归纳一下又几点：

  1. 操作系统默认安装，在未做任何优化的情况下实施压力测试
  2. 未考虑磁盘IO对软件的影响
  3. 未考虑网络带宽对软件的影响
  4. 网络软件测试，没有考虑到TCP特点
  5. 各种超时参数优化
  6. 测试客户端未优化
  7. 并发理解有误
  8. WEB服务器，数据库，等等服务器未优化

如果上面几项没有做优化，压力测试数据基本没有任何参考价值，任何一项没有优化，都会导致你的压力测试数据出现偏差。 下面我来逐条说明：

  1. 操作系统问题 操作系统是大众化软件，出厂优化都是面向大众，不可能为某个领域做单独优化。所以我们第一步需要优化操作系统。 Linux 系统优化内核参数，Windows 系统优化注册表等等。

  2. 磁盘IO 这是最容易出现瓶颈的地方，常常是CPU还没有达到极限，磁盘已经不堪重负。

  3. 网络IO 与磁盘IO相同

  4. TCP连接 几乎所有 B/S, C/S 软件都是采用多线程，或者多进程技术。这种技术有个特点，开发者将程序设计为线程可自动伸缩模式，开启进程后会启动少量线程，当连接不断提高后，线程数逐渐增加，随着线程运行结束后，线程逐渐减少。 这样的设计会更有效地利用硬件资源，在程序空闲时将硬件资源让给其他进程。少有软件设计为开启服务独占资源。 这样测试软件做压力测试，不能一次并发很多请求，而是要采用逐渐增加的方式，否则第一次测试会有一部们并发不能及时响应，导致测试数据偏差。另外也你可以多做几次压力请求（让多线程工作起来），从第三次开始记录测试数据，忽律前面两次的测试数据。

提示：另一个问题是TCP连接复用，这也是一个重要配置想。如果这项没有配置，我想测试出的数据也会有偏差

  1. 超时参数 超时参数在压力测试中是非常重要的参数，例如从WEB到数据库连接超时是60秒，如果有一个SQL查询超过300秒，那么后面的请求会持续排队等待，当连接数达到数据库的最大连接时，接下来的所有请求都是失败的。 通常我们的WEB服务器超时不会超过30秒，有时我设置为10秒，一旦出现超时，宁可让该连接Timeout，不要让他影响整体服务。

  2. 客户端 很多网络软件需要从客户端发出压力测试请求，所以客户端的优化也是必须的，否则客户端压力出不去，服务端压力进不来。

  3. 并发 很多人认为并发，就是同一时间内的最大连接数，这是错误的。如果你写过多线程程序，就会发现多线程运行时又规律的。是顺序排队运行的，根本不是同时运行的。 所以并发是指，相对时间内能完成的连接总和，例如，每秒并发，每分钟并发等等，通常我们已秒为单位。 我们目前使用的操作系统叫分时操作系统，这种系统的特点就是可能实现多用户，多任务。操作系统将进程排队（优先级）轮询运行，只不过这个操作太快了，使你认为多个进程在同时运行。

  4. 服务器优化 主要B/S软件压力测试，WEB，缓存，数据库等等服务器，都需要逐一优化到最佳状态

(Why) 为什么做压力测试

如果在软件设计阶段都将这些问题元素都考虑进去，同时开发阶段严格执行。那么开发出些软件几乎不用做这个劳人伤神的压力测试。

所以在软件设计阶段就要考虑，灵活性，扩展性，可靠性与性能，还要考虑高可用与负载均衡。

同时软件优化伴随开发，持续集成，持续测试，持续部署。

(Where) 在哪里做压力测试

有些软件需要封闭的环境测试，不能在共享资源的环境中做测试。所以你有必要做Vlan隔离，甚至独立的路由器与交换机在封闭网络中测试。

(When) 什么时间做压力测试

任何时间都可能做压力测试，为什么我将“时间”重点提出呢？目前受地球自转影响，经常闰秒，你不的不考虑这个问题。

(Who) 压力测试过程参与人员

  1. 运维部门
  2. 开发部门
  3. 测试部门

(How) 如何做压力测试

下面我们举一些例子，讲述压力测试方法，限于篇幅不可能面面俱到，我仅仅是给你提供思路。

测试前你需要一些监控工具，事实监控服务器的资源变化。

例如 Web 服务器压力测试，测试场景是 nginx ： 

worker_processes  8;            处理器数      worker_rlimit_nofile 65530;     允许最多打开文件数      worker_connections  4096;       最大连接数数为      keepalive_timeout  65;          开启复用连接      gzip  on;                       压缩传输数据

怎么测试呢？你要活得最大化性能吗？还是相对性能？我们通常需要的是满足需求就好的相对性能，而不是最大化性能。为什么呢？因为要活得最大化性能是要做出很多配置牺牲的，例如关闭日志，禁止访问时间等等。

按照上面的配置你的测试用例应该是，每次并发4000 请求 8000~10000 次， 你不能并发8000 请求 4000 这样测试。很是很多人常常犯的错误，所以测试者需要连接系统的配置参数，不能盲目使用数字实验。

上面我说过线程的开启时随着请求，逐渐增加的，所以首次发起测试数据是不准确的，通过pstree命令可以看到线程数量。等第三次以后线程逐渐增加到4096个，并且之前开启的TCP可以复用，这时测试的结果比较有说服力。

延伸阅读《Netkiller Web 手札》《Netkiller Testing 手札》《Netkiller Linux 手札》

作者

陈景峰，昵称 Netkiller, 英文名 Neo 《Netkiller 系列 手札》电子书的作者，读者QQ群：128659835，个人网站：http://netkiller.github.io/