怎样才能测试WEB系统支持多少用户

linneiwei

1 怎样的性能测试结果才是有效的
1.1 错误观点
性能测试工具运行一定用户数都成功，则表示该服务器能支持这么多用户数。这是错误的。
解答：
A.        因为一次有效的测试结果，不只用户都运行成功，同时需要保证访问一个页面或一次交易的响应时间在合理范围。“2-5-8原则”，简单说，就是当用户访问一个页面或一次交易能够在2秒以内得到响应时，会感觉系统的响应很快；当用户在2-5秒之间得到响应时，会感觉系统的响应速度还可以；当用户在5-8秒以内得到响应时，会感觉系统的响应速度很慢，但是还可以接受；而当用户在超过8秒后仍然无法得到响应时，会感觉系统糟透了，或者认为 系统已经失去响应，而选择离开这个Web站点，或者发起第二次请求。
B.        测试场景不一定模拟了真实业务场景，因为浏览器是并发多线程多TCP完成一个页面的，而测试工具基本都是1，2个线程；对服务器的压力是不一样的，真实环境的TCP压力是性能测试工具虚拟环境的几倍。

2 影响WEB服务器性能指标的因素有哪些
为什么性能测试工具，需要提供事务（页面或交易、全脚本）指标、TCP连接、吞吐量、服务器资源监控、请求数/响应数。
1)        硬件资源：如CPU、内存、网卡吞吐量、I/O能力、SWAP交换能力
2)        线程数：这里介绍JAVA的WEB服务器，默认每线程占用的内存为2M，而32为系统JAVA进程（如tomcat、JBoss）占得空间只有2G（一般比这个小），因此线程数有限制；64为无限制线程，但CPU要跟得上
3)        TCP连接数：操作系统的TCP连接数理论值一般很大，操作系统对TCP连接设置有默认值（怎么配置，可以网上搜索，这里不介绍）；但实际测试中TCP连接在几百，就出现测试的响应时间很长。抓包分析，原来是三次握手的SYN包服务器不及时响应，导致SYN重传（3秒后，9秒后）。

如果SYN丢了，则会重发，但是第一次是3秒后，第2次是在9秒后，如果重发才收到的SYN_ACK，则导致TCP连接超长，从而导致业务响应时间延长。

4)        响应时间：服务器响应时间小，用户体验才好，在大量用户并发的情况下，HTTP响应时间在用户忍受度下才是有效的，一般采用“2-5-8原则”。
5)        软件本身代码性能算法：这个不做介绍，如差的算法、查询数据库时间长等等。

3 测试人员经常遇到的一些常见问题及解答
3.1        为什么使用浏览器访问页面响应很快，1-2秒就完成；而使用测试工具却需要10几秒，甚至几十秒才完成脚本
解答：
A.        这是由于浏览器访问页面响应是并发的，同时并发多个线程（多个Socket），而性能测试工具基本是串行发送请求的。如果一个页面有100个资源（CSS、HTML、JS、图片），需要发送100个HTTP请求，如果使用6个线程（浏览器），则每个大概请求14个HTTP；如果使用一个线程（测试工具），则需要请求100个，时间当然大很多。下图为chrome浏览器调试工具显示的并发情况：

B.        另外浏览器具有缓存功能，如果之前访问了www.qq.com，会把一些图片缓存在浏览器临时目录，下次请求时发送的HTTP请求会带上If-Match或Etag等头域，WEB服务器判断资源没改变则会304响应，而不是回200 OK，这样减少资源的传输，所以时间就小。而有些测试工具是不携带这些头域（包括Loadrunner），因此回的响应是200 OK。所以测试人员默认真实测试时，可以考虑部分有缓存，部分没缓存。

3.2        性能测试工具是怎么模拟WEB虚拟用户
A.        录制
使用浏览器进行正常业务操作，性能测试工具录制下HTTP请求信息。一般需要记录URL与头域、内容、响应码。虽然不同的性能测试工具录制方式不一样（如loadrunner采用Hook，JMeter采用代理或badbody，kylinPET采用网卡抓包与代理），但都能实现录制正常业务的HTTP请求。
测试工具最好能录制出缓存头域，即If-Match或Etag，loadrunner好像不支持录制缓存头域。
B.        模拟用户
根据录制的脚本发送HTTP请求与接收响应，发送前替换参数（实现多用户不同参数值）、接收时关联参数（从接收的响应消息获取参数值，如Cookie、JSessionID）
下面简单列举使用过的性能测试工具是如何模拟的（工具运行一个用户，然后使用wireshark抓包分析得到的结论）：
        Loadrunner：根据录制脚本发送HTTP请求，如果HTTP请求包括内嵌资源（如图片、CSS、JS），会启动第二个线程执行内嵌资源，即Loadrunner支持同时两个线程两个TCP连接。
        kylinPET（国产）：可通过配置设置一个线程或者多个线程并发发送HTTP请求，多个线程并发及TCP连接数跟浏览器行为一样。
        JMeter：只有一个线程，一个TCP连接
        其他工具：本人没用过，请用过的兄弟姐妹可以补充下。通过wireshark抓包分析。

3.3        怎样才能测试出WEB服务器能支持多少真实用户，怎样的服务器调优参数才合理
解答：
这需要性能测试工具可以模拟出真实用户的行为，包括HTTP请求数、每用户并发线程与TCP连接数、思考时间、有无缓存。
为什么需要模拟真实用户的线程数与TCP连接数呢，上面提到过，WEB服务器的线程数与TCP连接数往往很低，这不是提高硬件就能轻松解决的，这也是服务器调优比较复杂的配置。
因此，只有尽最大能力模拟真实用户（浏览器或其它WEB客户端，可能不同浏览器的并发线程与TCP数都不一样）的行为的测试场景，测试结果才最真实，服务器调优才最有意义。


4 怎样才能测试系统支持多少用户
4.1 模拟真实用户的行为
只有模拟用户一样的行为才可以系统支持的测试用户数有效，因此需要模拟一样的并发数、TCP连接数、甚至可以是HTTP请求的时间间隔。用户可以是浏览器、智能手机、智能机顶盒，测试工具模拟他们一样的行为才是最有效的测试。

4.2 测试结果数据在合理范围
4.2.1 用户统计
成功数、失败数、每秒在线数、最大在线数，通过这些指标分析此次测试结果支持的用户数、用户最大数

4.2.2 点击率
每秒平均HTTP请求数、响应数。分析系统的处理能力

4.2.3 事务
事务成功、失败、时间，事务一般是整个脚本运行时间、或者一个页面或一个交易，通过结果分析，得出每个事物的时间是否合理，符合“2-5-8”原则，如果测试结果显示事物时间非常大，则表示系统支持不了此次测试的用户，因为用户的响应时间太大（像火车订票一样，太多用户导致响应时间长，用户无法忍受，则认为这个系统烂）。
当然，还需要查看事务的百分比，分析90%、80%、70%、60%的事务时间是否在合理范围。

4.2.4 TCP连接信息
TCP连接成功数、失败数、TCP三次握手时间。因为此次测试结果可能是由于服务器系统或网络的TCP的丢包与重传才导致延时大的。如果是服务器的原因，服务器收到TCP的SYN而不处理，可以通过调试服务器的TCP配置来优化。
怎么才知道是服务器的问题呢，这个需要性能测试工具能给出TCP连接时间（当前了解只有kylinPET可以支持），如果显示超过3秒，这时需要检查是网络还是服务器问题，可以在服务器端抓包（tcpdump或wireshark）然后分析TCP的SYN信息（个数、时间）

4.2.5 资源占用
服务器的CPU、内存、带宽、I/O是不是已经不足，导致系统上不去是哪个原因，根据原因进行调优或升级。
测试时需要考虑性能测试工具的CPU占用率，如果性能测试工具占用CPU很高，此次测试可能瓶颈是在工具，而导致测试结果是无效的。

linneiwei

希望能与大家在性能测试技术领域一起进步，大家有测试方面的问题或总结，可以加群讨论或共享，群号：65917724

linneiwei

回复 8# mr.bee


    版主可能理解错了我的意思。
1、 多用户并发肯定是并行的，每个测试工具都是
2、但每个用户的请求很多工具是串行的，loadunner当前也只是每个用户最多只并行两个线程
     浏览器标准是规定并发2个，但由于现在WEB发展很快，一个页面的HTTP请求现在已经很大，所以当前浏览器默认一般是6个并发去并行请求资源，但当页面资源很多时，浏览器就会超过6个并发
    这个可以使用wireshark抓包工具、浏览器自带调试工具（按F12）、httpWatcher就可以知道

    loadrunner老版本一直是每用户两个并发（100个用户就200个并发啦），直到现在一直没改，假设一个页面有120个HTTP请求，2个并发响应时间肯定远小于6个并发，甚至18个并发

3、所以说很多测试工具是串行的（我指的是每个虚拟用户）执行HTTP请求；loadrunner功能强大些，每个用户可以达到2个并发；然后研究过kylinPET，确实每个虚拟用户达到浏览器录制时一样的并发
     研究方法，很简单，使用wireshark抓包工具查看每个请求的时间是不是一个请求然后一个响应，还是多个请求同时的

linneiwei

回复 9# mr.bee

您的问题1、测试工具的从来都是线程数，不是用户数，线程数和用户数实际上是两码事
回答：
        那是因为测试工具能力问题，如果可以实现模拟用户数，那测试工具能力就更强，假设模拟浏览器，如果能模拟浏览器一样的并发，请求时间间隔跟浏览器录制时一样，即可达到模拟用户的能力。
        除去浏览器的渲染不考虑，我们只考虑浏览器底层的HTTP请求，如果你能模拟浏览器底层的HTTP能力，即可以实现模拟一个真实用户对服务器的压力。
        渲染是浏览器自己的，且是客户端自己的，所以测试工具不用考虑这个。

       然后如果测试结果显示不是测试工具问题，测试工具自己CPU不高（CPU高的话，响应时间长就也包括了测试工具处理时间），吞吐量正常，那么基本可以认为浏览器模拟了。

      所以，模拟用户（浏览器或其他如智能终端）不是不可以做到，只是测试工具自身能力问题。我们目前项目使用的是kylinPET工具，他们确实做到了模拟浏览器的能力。

您的问题2、应该关注的是如何能够模拟到生产环境的一段峰值中的每秒请求/并发数

1、这个是正确的，但你怎么去评估呢。
    1）假设你模拟到了生产环境的每秒请求/并发数，你知道你的系统能支持多少用户吗？我是不知道，因为有很多不确定因素
        实际是实际情况实际处理，如果你测试时面向用户的（如浏览器），你的每秒请求/并发数只是一个指标而已，还有响应时间（假设你达到了每秒请求/并发数，但响应时间很大，你的测试可以说是没什么用的）
        如果你测试的是后台里一个跟你在一个局域网且连接数固定的（如有连接池，或其他远程接口调用），这种你的测试每秒请求/并发数就很重要，因为影响因素就少很多）
    2）你领导让你测试，肯定不会说让你测试能不能达到多少HTTP请求/秒；而是让你测试能不能支持多少用户。
    3）只有面向用户的测试才是让性能测试更好理解，不然很多人测试后都不知道能支持多少用户。

2、TCP连接其实是一个很重要的指标，很多时候性能上不去就是这个原因，很多测试人员都没去关注或不知道怎么关注
    1）如tomcat这类WEB服务器，如果没有非阻塞IO或异步IO，TCP连接会跟线程绑定，而tomcat线程池一般都很小，而且线程池不一定是越大越好，要经过性能测试与时间业务给出合理的线程池
         所以如果你没摸你浏览器一样的TCP连接并发，你是很难调优的，也不知道支持多少用户。
    2）系统TCP连接资源也是有限制的，如linux的一些系统调优就涉及这个
    3）性能测试工具，如loadrunner只给出多少TCP连接成功、失败，其实在大量TCP下，TCP重传很常发生，这个会导致响应时间变长，如TCP三次握手时间，loadrunner就没给出，另一个性能工具kylinPET就给出了这个指标

3、所以，我特别强调模拟真实用户，如浏览器（或其他如智能手机、机顶盒），是很有必要的，因为，性能测试的目的就是了解系统能支持多少用户，而不是支持多少每秒请求/并发数，从用户角度来看性能测试才好理解，很多指标就
     能简单理解。
     如，模拟了真实用户，你就知道响应时间是否合理，而不是看不懂，因为用户访问一个页面，响应应该多长时间是有个合理范围的（业界一般说2-5-8原则）

    只是当前很多测试工具难以实现模拟浏览器的能力，目前就了解kylinPET性能工具基本做到啦，当然，测试工具要能模拟真实用户要能做到线程数就是用户数（并发几个线程等于一个用户），瓶颈不要出现在测试工具，不然事务的响应时间长可能是由于测试工具，所以测试时不要让测试工具CPU占用太高，如果太高，就把并发用户分到多个执行器。

linneiwei

kylinPET工具可以到他们的官网下载www.kylinpet.com，使用还是挺方便的。

大家使用性能工具，不管是loadrunner还是kylinPET，都需要注意测试工具机器的CPU、吞吐量，避免瓶颈在工具导致测试效果不好。

linneiwei

回复 20# lijingprince5


    就注意CPU不要过高，不然导致响应时间大是客户端导致的，所以并发量大就用多个执行器
    吞吐量注意不要大于网卡带宽
    TCP连接数，linux一般要注意

linneiwei

浏览器并发行为可以看该视频：
http://www.tudou.com/listplay/vrBLhG9WgpA/9KPuCs6X2cw.html

或者下载该视频：http://pan.baidu.com/s/1DsfAX

linneiwei

更好的性能测试，还需要了解很多与工具无关的知识，这样才能知道如何调试，测试出问题是什么原因

参照一哥们写的：http://www.51testing.com/html/95/302795-852001.html