TA的每日心情 | 怒
2015-9-10 15:08 |
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本文介绍了 JMeter 相关的基本概念。并以 JMeter 为例，介绍了使用它来完成最常用的三种类型服务器，即 Web 服务器、数据库服务器和消息中间件，压力测试的方法、步骤以及注意事项。
讲到测试，人们脑海中首先浮现的就是针对软件正确性的测试，即常说的功能测试。但是软件仅仅只是功能正确是不够的。在实际开发中，还有其它的非功能因素也起着决定性的因素，例如软件的响应速度。影响软件响应速度的因素有很多，有些是因为算法不够高效；还有些可能受用户并发数的影响。
在众多类型的软件测试中，压力测试正是以软件响应速度为测试目标，尤其是针对在较短时间内大量并发用户的访问时，软件的抗压能力。本文以 JMeter 为例，介绍了如何使用它来完成常用的压力测试：Web 测试、数据库测试和 JMS 测试。
概述
JMeter 最早是为了测试 Tomcat 的前身 JServ 的执行效率而诞生的。到目前为止，它的最新版本是2.1.1，它的测试能力也不再仅仅只局限于对于Web服务器的测试，而是涵盖了数据库、JMS、Web Service、LDAP等多种对象的测试能力。在最新的 2.1.1 中，它还提供了对于 JUNIT 的测试。
JMeter 的安装非常简单，从官方网站上下载，解压之后即可使用。运行命令在%JMETER_HOME%/bin 下，对于 Windows 用户来说，命令是 jmeter.bat。运行前请检查JMeter 的文档，查看是否具备相关的运行条件。对于最新版（即2.1.1），需要JDK的版本要求是JDK 1.4。
JMeter 的主要测试组件总结如下：
1. 测试计划是使用 JMeter 进行测试的起点，它是其它 JMeter 测试元件的容器。
2. 线程组代表一定数量的并发用户，它可以用来模拟并发用户发送请求。实际的请求内容在Sampler中定义，它被线程组包含。
3. 监听器负责收集测试结果，同时也被告知了结果显示的方式。
4. 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。
5. 断言可以用来判断请求响应的结果是否如用户所期望的。它可以用来隔离问题域，即在确保功能正确的前提下执行压力测试。这个限制对于有效的测试是非常有用的。
6. 配置元件维护Sampler需要的配置信息，并根据实际的需要会修改请求的内容。
7. 前置处理器和后置处理器负责在生成请求之前和之后完成工作。前置处理器常常用来修改请求的设置，后置处理器则常常用来处理响应的数据。
8. 定时器负责定义请求之间的延迟间隔。
JMeter的使用非常的容易，在 ONJava.com 上的文章 Using JMeter 提供了一个非常好的入门。
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常用测试
压力测试不同于功能测试，软件的正确性并不是它的测试重点。它所看重的是软件的执行效率，尤其是短时间内访问用户数爆炸性增长时软件的响应速度，压力测试往往是在功能测试之后进行的。在实际的开发过程中，软件潜在的效率瓶颈一般都是那些可能有多个用户同时访问的节点。
就目前 Java EE 的平台下开发的软件来说，这种节点通常可能是：Web 服务器、数据库服务器和 JMS 服务器。它们都是请求主要发生的地点，请求频率较其它的节点要高，而且处于请求序列的关键路径之上。如果它们效率无法提高的话，对于整个软件的效率有致命的影响。而且在这些节点上一般都会发生较大规模的数据交换，有时其中还包含有业务逻辑处理，它们正是在进行压力测试时首先需要考虑的。
本文以这三种节点为例，介绍如何使用 JMeter 来完成针对于它们的压力测试。
Web 服务器
对于大多数的项目来说，并不会自行开发一个Web服务器，因此Web服务器压力测试的对象实际就是--发布到Web服务器中的软件。最简单的Web测试计划只需要三个 JMeter 的测试元件，如下图：
其中：
在线程组中定义线程数、产生线程发生的时间和测试循环次数。
在http请求中定义服务器、端口、协议和方法、请求路径等。
表格监听器负责收集和显示结果。
这种设置对于包含了安全机制的 web 应用是不够的，典型的 web 应用一般都会：
1. 有一个登录页，它是整个应用的入口。当用户登录之后，应用会将用户相关的安全信息放到 session 中。
2. 有一个 filter，它拦截请求，检查每个请求相关的 session 中是否包含有用户安全信息。如果没有，那么请求被重定向到登录页，要求用户提供安全信息。
在这种配置下应用上面的测试计划，那么除了登录页之外的其它请求都将因为缺少用户安全信息，而使请求实际定位到登录页。如果不加断言，那么在监听器看来所有的请求都是成功。而实际上，这些请求最终都没有到达它们应该去的地方。显然，这种测试结果不是我们所期望的。
为了成功的测试，至少有2种方法：
方法一，去掉程序的安全设置，如filter，使得不需要用户安全信息也能访问受限内容；
方法二，不修改程序，使用JMeter提供的"Http URL重写修饰符"或"Http Cookie管理器"。
对于第一种方法，有其局限性：
需要修改程序配置，如去掉web.xml中关于安全filter的设置。需要维护多个版本的web.xml，如压力测试和功能测试分别各自的web.xml，增加了维护成本，而且有可能会在测试之后忘记将web.xml修改回来。
对于一些需要用户安全信息的页面无能为力，如某些业务审计操作需要用户安全信息来记录。因为缺少这样的信息，注定了测试的失败。如果解决为了这个问题进一步的修改程序，那么因为存在多个版本的程序，那么其维护难度将大大增加。
虽然，第二种方法配置难度增加了，但是它不用修改程序。而且还可将测试计划保存成文件，以便重复使用。因此，选用第二种方法是较为理想的做法。下面以一个简化的例子说明使用方法二的配置步骤。
1. 例子由以下几个文件组成：
AuthorizenFilter.java，过滤器负责检验session中是否存在用户信息。如果没有，那么就转向到 login.jsp。它的主要方法 doFilter 内容如下：
public void doFilter(ServletRequest request,
ServletResponse response,
FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest)request;
HttpServletResponse res = (HttpServletResponse)response;
HttpSession session= req.getSession();
User user = (User)session.getAttribute("user");
if(null == user){
String uri= req.getRequestURI();
//如果请求页是登录页，不转向
if( uri.equalsIgnoreCase("/gWeb/login.jsp")){
chain.doFilter(request, response);
} else{
res.sendRedirect("/gWeb/login.jsp");
}
}else{
chain.doFilter(request, response);
}
}
User.java，用户类负责记录用户的信息。为了简化，这里的登录操作只允许指定用户名和密码。主要内容如下：
public class User {
private String user;
private String pwd;
public User(String user, String pwd) {
this.user = user;
this.pwd = pwd;
}
public boolean login(){
return user.equals("foxgem") && pwd.equals("12345678");
}
public String getUser() {
return user;
}
public void setUser(String user) {
this.user = user;
}
}
Login.jsp 和welcome.jsp。其中 login.jsp 负责生成 User 对象，并调用 User 的login。当 login 返回为 true 时转向到 welcome.jsp。其验证部分的代码：
<%
if( request.getParameter("Submit") != null) {
User ur= new User( request.getParameter("user"), request.getParameter("pwd"));
if( ur.login()){
session.setAttribute("user", ur);
response.sendRedirect("/gWeb/welcome.jsp");
} else{
session.setAttribute( "LOGIN_ERROR_MSG",
"无效的用户，可能原因：用户不存在或被禁用。");
response.sendRedirect("/gWeb/index.jsp");
return;
}
}
%>
web.xml，配置 filter 拦截所有访问 JSP 页面的请求：
<filter>
<filter-name>authorizen</filter-name>
<filter-class>org.foxgem.jmeter.AuthorizenFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>authorizen</filter-name>
<url-pattern>*.jsp</url-pattern>
</filter-mapping>
2. 创建如下结构的Web测试计划：
其中主要测试元件说明如下：
http请求默认值负责记录请求的默认值，如服务器、协议、端口等。
第一个http请求，请求login.jsp，并附加验证所需要的参数（user=foxgem，pwd=12345678，Submit=Submit）；其包含的响应断言验证url中包含"welcome.jsp"，这一点可以从程序中反应。
第二个http请求，请求是welcome.jsp；其包含的响应断言验证响应文本中包含"foxgem"，它是welcome.jsp页面逻辑的一部分。
http cookie管理器负责管理整个测试过程中使用的cookie，它不需要设置任何属性。
循环控制器设置发送第二个请求的循环次数，表格监听器负责收集和显示第二个请求的测试结果。
启动测试计划之后，执行的顺序是：首先，第一个请求登录页进行登录；成功登录之后，使用循环控制器执行第二个请求。请求welcome.jsp时，响应断言用来验证是否确实是welocme.jsp来处理请求，而不是因为其它页。在这个测试计划中需要注意的是http cookie管理器。正是由于它的作用，使得第二个请求能顺利的发送到welcome.jsp进行处理，而不是因为缺少用户安全信息转发到login.jsp。
在这个例子中，我们并没有在程序中使用cookie（使用的是session），那么http cookie管理器怎么会起作用呢？这是因为在servlet/jsp规范中对于session的状态跟踪有2种方式：
使用cookie，保留和传递sessionid。它不要求程序对于url有什么特殊的处理，但是要求浏览器允许cookie。在这个例子中，就是这种情形。
使用url重写，每次显式的在浏览器和服务器之间传递sessionid。它要求程序对url进行编码，对浏览器没有要求。
对于第二种情形，可以使用JMeter前置管理器中的http url重写修饰符来完成。对于Tomcat，Session参数是jsessionid，路径扩展使用"；"。使用url编码时需要注意，必须将浏览器的cookie功能关闭。因为url编码函数，如encodeURL，会判断是否需要将sessionid编码到url中。当浏览器允许cookie时，就不会进行编码。
如果cookie而不是session来保存用户安全信息，那么直接使用http cookie管理器就行了。此时，需要将使用的cookie参数和值直接写到管理器中，由它负责管理。对于其它的cookie使用，也是如此操作。
登录问题解决之后，对于 Web 服务器的测试就没什么难点了。剩下的就是根据实际需要，灵活运用相关的测试组件搭建编写的测试计划。（当然，对于安全问题还有其它的使用情景。在使用时需要明确：JMeter 是否支持，如果支持使用哪种测试组件解决。） |
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发表于 2008-8-31 00:43:53
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