为何 Jmeter 测试 https 接口的 Throughput 值持续降低？

海鸥一飞

一、服务器资源受限
当服务器的 CPU、内存、磁盘或网络带宽等资源达到极限时，会对 Jmeter 测试 https 接口的 Throughput 值产生显著影响。
首先，若 CPU 资源受限，服务器处理请求的能力将下降，导致处理速度变慢，从而使 Throughput 值降低。内存不足时，可能会频繁进行内存交换或垃圾回收，这会占用大量系统资源，影响数据处理效率，进而降低 Throughput 值。
对于磁盘，如果磁盘 I/O 成为瓶颈，例如磁盘读写速度慢或磁盘空间不足，数据的存储和读取会受到阻碍，从而影响接口的响应速度和 Throughput 值。
网络带宽受限会导致数据传输延迟和丢包增加，使得请求的发送和响应受到延迟，降低了 Throughput 值。
为了识别这些资源瓶颈，我们可以使用一些监控工具。例如，通过 top 命令监控 CPU 和内存使用情况，查看各个进程的资源占用率。iostat 命令可以用于监测磁盘的 I/O 性能，包括读写速度、等待时间等指标。netstat 或 iftop 可以帮助我们了解网络带宽的使用情况，包括网络连接数、流量等。
针对这些资源瓶颈，以下是一些解决建议。对于 CPU 瓶颈，可以考虑优化应用程序算法，减少不必要的计算，或者升级服务器的 CPU 配置。内存不足时，可优化内存使用，释放不必要的内存占用，或者增加服务器的内存容量。磁盘 I/O 问题可以通过使用更快的磁盘、优化磁盘分区或使用缓存策略来解决。网络带宽受限的情况下，可升级网络设备、增加带宽或者优化数据传输方式，减少不必要的数据传输。
总之，及时发现并解决服务器资源受限问题，对于提高 Jmeter 测试 https 接口的 Throughput 值至关重要。


二、应用程序瓶颈




应用程序内部可能存在多种性能瓶颈，以下对常见的几种进行分析。


数据库负载过重：当应用程序在高并发场景下频繁对数据库进行大量读写操作时，可能导致数据库负载过重。这会使数据库响应变慢，影响应用程序的整体性能。可以通过数据库性能监控工具，如 MySQL 的 SHOW PROCESSLIST 命令来查看当前正在执行的查询，以及它们的状态和执行时间，从而发现耗时较长的查询。解决方法包括优化数据库查询语句、添加合适的索引、分库分表等。


线程池用尽：如果线程池配置不合理或任务并发量过高，可能导致线程池用尽。此时新的任务无法及时得到处理，影响系统的响应能力。使用线程池监控工具，如 jstack 命令查看线程状态，能帮助发现线程池的使用情况。解决策略包括合理调整线程池大小、优化任务执行逻辑、处理异常情况等。


锁竞争：当多个线程或进程同时竞争同一资源的锁时，可能会出现锁竞争。这会导致线程阻塞，降低系统的并发处理能力。通过性能分析工具，如 jconsole 可以监控锁的获取和释放情况。解决方法包括减少锁的粒度、使用更高效的锁机制，如读写锁、优化业务逻辑以减少锁的使用等。


总之，针对应用程序内部的性能瓶颈，需要综合运用合适的性能监控工具，深入分析问题的根源，并采取有效的解决措施，以提升应用程序的性能和稳定性。


三、压测场景设计不当



不合理的压测场景会极大地影响测试结果的准确性。例如，如果请求类型与实际用户行为不符，可能导致服务器对某些异常请求处理不当，从而使测试结果不能反映真实的系统性能。


在并发用户数量方面，若设置过低，无法模拟高并发的真实场景，无法检测出系统在大流量下可能出现的性能问题；若设置过高，超过了系统的实际承载能力，可能导致测试结果完全失去参考价值。


对于请求频率，如果设置得过于频繁或过于稀疏，都不能准确模拟真实用户的操作习惯。过于频繁可能使系统瞬间承受巨大压力，掩盖了一些潜在的性能问题；过于稀疏则无法检验系统在连续高负载下的稳定性。


为了设计合理的压测场景以模拟真实用户行为，在请求类型上，应充分调研实际业务中用户的操作类型及比例，确保压测中的请求类型分布与实际情况相符。


并发用户数量的确定需要综合考虑业务的日常访问量、峰值访问量以及系统的预期承载能力。可以参考历史数据、行业标准或者通过业务模型进行估算。


请求频率应基于对用户行为的深入分析，了解用户在不同时间段、不同业务环节的操作频率特点，以此来设置合理的请求频率参数。


例如，对于电商网站的支付接口，在促销活动期间并发用户数量会大幅增加，请求频率也会较高；而在日常情况下，并发用户数量和请求频率则相对较低。


总之，只有精心设计压测场景，充分考虑请求类型、并发用户数量和请求频率等因素，才能使 Jmeter 测试 https 接口的结果准确可靠，为系统性能优化提供有价值的参考。


四、JMeter 配置问题




（一）线程数设置不当的影响
在高负载需求下，JMeter 中线程数的设置至关重要。若线程数设置过少，无法充分模拟高并发场景，导致 Throughput 值远低于预期。例如，当预期每秒需要处理大量请求时，过少的线程数无法产生足够的压力，使服务器的性能未得到充分测试。
相反，若线程数设置过多，可能会超出服务器的处理能力，引发一系列问题，如资源竞争加剧、响应时间延长，从而导致 Throughput 值下降。此外，过多的线程还可能导致系统崩溃或出现错误。
（二）连接池大小设置不当的影响
连接池大小的设置不合理也会对 Throughput 值产生影响。如果连接池过小，无法满足并发请求的连接需求，会导致请求排队等待，增加响应时间，进而降低 Throughput 值。
而连接池过大则可能浪费系统资源，并且可能导致连接管理混乱，同样影响性能和 Throughput 值。
（三）超时时间设置不当的影响
超时时间设置不当同样不容忽视。超时时间过短，可能导致一些原本可以正常处理的请求被误判为超时，影响 Throughput 值的准确性。
超时时间过长，则可能使测试过程中等待时间过长，降低测试效率，也无法准确反映系统在合理时间内的处理能力。
（四）优化配置的建议
对于线程数的优化，应根据服务器的性能和预期负载进行逐步测试和调整。可以先设置一个较小的初始值，然后逐渐增加，观察 Throughput 值和服务器的性能指标，找到最佳的线程数。
合理调整连接池大小，可参考服务器的资源状况和并发请求量。通过监控连接的使用情况，动态调整连接池大小，以达到最优的性能。
超时时间的设置应综合考虑服务器的平均响应时间和业务需求。一般来说，可以设置一个稍大于平均响应时间的值，同时也要预留一定的缓冲时间。
总之，正确设置 JMeter 的线程数、连接池大小和超时时间等参数，对于准确测试 https 接口的 Throughput 值以及发现系统性能瓶颈至关重要。


五、网络因素影响


（一）高压力环境下的网络问题
在高压力环境下，网络可能会出现丢包和延迟增加等问题。丢包指的是一个或多个数据包的数据无法通过网络传输到达目的节点，当丢包率过高时，会导致数据重传，增加网络开销，从而降低 Throughput 值。例如，千兆网卡在流量大于 200Mbps 时，丢包率小于万分之五，若超过此范围，就会对性能产生显著影响。
延迟增加意味着数据包从源节点传输到目的节点需要的时间变长。这可能是由于网络拥塞、设备性能不足或传输距离过远等原因造成。延迟增加会使数据传输的效率降低，导致 Throughput 值下降。


（二）对 Throughput 值的负面影响
丢包和延迟增加都会对 Throughput 值产生负面作用。丢包会导致数据重传，浪费网络资源，降低有效数据的传输速率。而延迟增加会使系统在单位时间内处理的数据量减少，因为数据在传输过程中花费了更多的时间。


（三）确保网络连接稳定的方法
选择合适的频段：如在 Wi-Fi 环境中，5GHz 频段相比 2.4GHz 频段干扰较少，能提供更稳定的连接。
优化天线角度：通过调整天线角度，可以增强特定区域的信号覆盖和稳定性。
升级网络设备：使用更先进的路由器、交换机等设备，提升网络处理能力。


（四）排查网络限制的方法
使用工具监测：如 ping 命令可以检测网络延迟和丢包情况，iperf 可用于测试网络带宽和性能。
检查网络配置：确保网络参数设置正确，如 IP 地址、子网掩码、网关等。
分析流量模式：观察网络流量的高峰和低谷，找出可能存在的瓶颈。


总之，了解高压力环境下的网络问题，明确其对 Throughput 值的影响，并采取有效的稳定和排查方法，对于保障 Jmeter 测试 https 接口的 Throughput 值具有重要意义。


六、案例分析与总结

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海鸥一飞

以下通过一个实际案例来剖析上述因素对 Jmeter 测试 https 接口 Throughput 值持续降低问题的综合影响。
假设我们在对一个电商网站的支付接口进行 Jmeter 测试时，发现 Throughput 值持续降低。首先排查服务器资源，发现 CPU 使用率接近 100%，内存也频繁进行交换，通过 top 和 iostat 命令确认是服务器资源受限。进一步分析应用程序，发现数据库中大量的订单写入操作导致负载过重。
在压测场景设计方面，并发用户数量设置过高，超过了系统的实际承载能力，请求频率也过于密集，不符合真实用户行为。同时，JMeter 配置中线程数设置过多，连接池大小不合理，导致资源竞争和响应延迟。
网络方面，通过 ping 和 iperf 工具监测，发现网络存在一定的丢包和延迟增加情况。
针对这个案例，关键要点在于全面排查各个可能影响 Throughput 值的因素。经验教训包括：

• 测试前要充分了解系统的预期负载和性能指标，合理设置压测参数。
• 定期监控服务器资源，及时发现并解决资源瓶颈问题。
• 优化应用程序，特别是对数据库操作进行优化，避免负载过重。
• 精心设计压测场景，确保符合真实用户行为。
• 正确配置 JMeter 的各项参数，避免因配置不当导致性能问题。
• 关注网络状况，采取措施确保网络的稳定性和低延迟。
  

总之，解决 Jmeter 测试 https 接口 Throughput 值持续降低问题需要综合考虑多方面因素，通过深入分析和不断优化来提升系统性能和测试结果的准确性。