性能测试指标（性能指标、CPU、内存、负载、磁盘）

点击文末小卡片免费获取软件测试全套资料资料在手涨薪更快性能测试指标是衡量系统性能的评价标准常用的系统性能测试指标包括响应时间、并发用户/并发、点击率、吞吐量、TPS/QPS、PV/UVLinux服务器常用的性能指标包括CPU使用率、内存占用率、磁盘IO、系统平均负载等。一 系统性能测试指标1.1 响应时间响应时间是指某个请求或操作从发出到接收到反馈所消耗的时间包括应用服务器客户端处理时间、网络传输时间以及数据库服务器处理时间。比如一个页面从点击/输入到完全加载的时间完成一次增加、删除、修改或者查询动作的事务响应时间等。一个请求在网络上的传输往往要经历多个网络节点才能到达目标服务器我们假设请求经历了三个网络节点的传输时间B1、B2、B3客户端的处理时间为A服务器的响应时间为C。则一次请求的完整路径可以描述为下图客户端从发出请求到接收到服务器反馈的完整链路时间为A—B1—B2—B3—C节点处理时间都包括接收和发送两个过程。则请求的响应时间为响应时间AB1B2B3C1.2 并发并发是指多个用户在同一时期内进行相同的事务处理或操作。由于用户在进行一系列操作流程时有一定的时间间隔即用户思考时间或者服务器处理请求有先后顺序于是就产生了绝对并发和相对并发概念的区分。绝对并发是指同一时刻即同一时间点并发用户对服务器同时发送请求。相对并发是指一段时间内即同一时间区间并发用户对服务器发送请求。举个例子一个并发量为10000人可同时容纳10000人的动物园这里的并发量是指绝对并发还是相对并发呢我们很容易理解这个并发指的是相对并发因为整个动物园是一个交织的网状结构出入口、老虎、狮子、大象等各个动物站点都有分流的作用基本不可能出现出入口或者站点能够同时承载10000人的情况出入口的并发可能只有200人。因此这个动物园的例子里并发量10000是指各个节点的总和参观者参观动物园有路径的先后顺序是相对并发的概念。而出入口的并发量是200人则是指同一时间在出入口能够同时容纳200人这就是绝对并发的概念。一般来说在系统的性能测试中系统或者模块的并发更多是指相对并发而接口的并发更倾向于绝对并发。并发性能的概念是指系统、模块或接口稳定运行不抛出异常情况下所能够承载的并发量。在并发性能测试中常用到并发用户数和并发请求数两个指标。顾名思义并发用户数是指同一时间点或区间系统、模块或接口能够承载的用户数量并发请求数是指同一时间点或区间系统、模块或接口能够承载的请求数量。1.3 点击量/点击率点击量是衡量网站流量的一个指标也就是点击数clicks是对网站点击数据的统计。点击率Clicks Ratio也可以叫做点进率“Click-through Rate它是网站上某一内容被点击的次数与整个网站内容被显示次数之比即clicks/views。反应了网站上某一页面或内容的受关注程度经常用来衡量广告的吸引程度。比如公众号的一篇文章被浏览了10w次文章中的广告链接被点击了2000次那么这条广告的点击率是2%2000/100000*100%。在性能测试领域点击率hit rate常指单位时间内每秒钟页面的点击数即每秒钟发送的http请求数量点击率越大对服务器造成的压力也越大对服务器的性能要求也越高。有些人容易混淆点击率和点击量的概念比如我们经常会听到有人说某网站的点击率是多多万实际上这里的点击率指的是点击量曝光率或者说页面浏览量。1.4 吞吐量/吞吐率吞吐量是指系统处理客户请求数量的总和可以指网络上传输数据包的总和也可以指业务中客户端与服务器交互数据量的总和。吞吐率是指单位时间内系统处理客户请求的数量也就是单位时间内的吞吐量。可以从多个维度衡量吞吐率①业务角度单位时间每秒的请求数或页面数即请求数/秒或页面数/秒②网络角度单位时间每秒网络中传输的数据包大小即字节数/秒等③系统角度单位时间内服务器所承受的压力即系统的负载能力。吞吐率或吞吐量是一种多维度量的性能指标它与请求处理所消耗的CPU、内存、IO和网络带宽都强相关。1.5 TPS/QPSTPSTransaction Per Second是指单位时间每秒系统处理的事务量。事务可以是用户自定义的一系列操作或者动作的集合比如“用户注册“事务是点击注册按钮填写用户注册信息点击提交按钮以及加载注册成功页面的动作集合。QPSQuery Per Second是指单位时间内查询或访问服务器的次数。TPS和QPS的区别在于一个事务可以包含多次查询或访问服务器也可以只查询或访问一次服务器。当多次查询或访问时一个TPS相当于多个QPS当只查询或访问一次时一个TPS则等价于一个QPS。1.6 PV/UVPV和UV是衡量web网站性能容量的两个重要度量指标经常用在电子商务网站领域中用来衡量网站的活跃度。PVPage View是页面的浏览量或点击量用户对系统或者网站任何页面的每一次点击或者访问都会被记录一次浏览量或点击量对相同页面进行多次访问浏览量或点击量也会进行累计。UVUnique Vistor是系统或者网站的独立访客一段时间内相同客户端或PC访问系统或者网站只会被记录一次连续重复访问或者浏览多个系统页面次数不会进行累计。PV和UV按照统计周期划分可以划分为全天PV、每小时PV、全天UV和每小时UV等。在一些数据或交易量非常庞大的场景中比如双11或618等全民购物活动时常常还会统计峰值PV和峰值UV。二 Linux服务器性能指标2.1 CPU使用率CPU使用率是单位时间内服务器CPU的使用统计可以用除CPU空闲时间外其他时间占总CPU时间的百分比来表示即CPU使用率1-CPU空闲时间/总CPU时间命令#top //top工具间隔3s会动态滚动更新一次数据字段说明us (user)用户态的CPU使用时间比例是用户运行程序的真正时间它不包括后面的ni时间sy (system): 内核态的CPU使用时间比例是操作系统的运行时间操作系统运行时用户运行程序往往处于等待状态ni (nice): 表示低优先级用户态的CPU时间比例取值范围为[-20,19]数值越大则优先级越低id (idle): 表示空闲的CPU时间比例值越大CPU空闲时间比例越高利用率越低wa (iowait): 表示处于IO等待状态的CPU时间比例hi (hard interrupt): 表示处理硬中断的CPU时间比例si (soft interrupt): 与hi相反表示处理软中断的CPU时间比例st (steal): 表示当前系统运行在虚拟机中被其他虚拟机占用的CPU时间比例。在性能测试中系统整体的CPU使用率可以用1-id来计算。当us很高时说明CPU时间主要消耗在用户代码上可以从用户代码角度考虑优化性能当sy很高时说明CPU时间主要消耗在内核上可以从是否系统调用频繁、CPU进程或线程切换频繁角度考虑性能的优化当wa很高时说明有进程在进行频繁的IO操作可能是磁盘IO或者网络IO。一般情况下如果%us%sy70%我们可以认为系统的运行状态良好。2.2 内存占用率Linux的系统内存管理机制遵循内存利用率最大化的原则。内核会将空余的内存划分为cached不属于free对于有频繁读取操作的文件或数据会被保存在cached中。因此对于linux系统来说可用于分配的内存不止free的内存同时还包括cached的内存其实还包括buffers的内存。cached和buffers都属于缓存它们的区别主要在于cached主要用来缓冲频繁读取的文件它可以直接记忆我们打开的文件内容而buffers主要用来给块设备做的缓冲大小只记录文件系统的metadata以及tracking in-flight pages信息比如存储目录里面的内容权限等。top工具既可以查看系统CPU使用情况也可以查看系统内存使用信息。命令#top在性能测试中经常会用到系统已用内存、物理已用内存、系统内存占用率以及物理内存占用率这几个指标它们的计算公式如下系统已用内存MemUsedMemTotal-MemFree //包含buffers和cached物理已用内存-/Used MemTotal-MemFree-MemBuffers-MemCached系统内存占用率MemUsed%MemUsed/ MemTotal*100%物理内存占用率-/Used%(-/Used/ MemTotal*100%一般情况下系统内存占用率70%我们可以认为系统的内存使用情况良好如果超出则说明系统内存资源紧张。2.3 系统平均负载当发现系统出现卡断或者运行不顺畅时我们可以通过uptimetop或者w命令来查看系统的负载情况。命令1#uptime命令2#top命令3#wLinux的load average表示系统负载的平均值显示的三个数值分别表示1分钟、5分钟和15分钟内的平均负载情况。这里的平均负载是指单位时间内系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数可以简单的理解为平均负载就是系统平均活跃进程数。其中可运行状态是指正在使用CPU或者正在等待CPU的进程处于R状态Running或者Runnable的进程不可中断状态的进程指的是正处于内核态关键流程中的进程处于这个流程的进程是不可打断的比如等待硬件设备的I/O响应。举个例子当平均负载的值为4对于只有1个CPU的系统意味着平均有3个进程竞争不到CPU对于拥有4个CPU的系统意味着CPU利用率为100%对于拥有8个CPU的系统意味着CPU利用率为50%有一半空闲。可以看出当系统平均负载的值如果超过系统CPU的数量时那么系统有可能会遇到性能瓶颈要视具体情况而定。在性能测试中我们也经常会通过比较1min、5min或者15min的值来判断系统平均负载的变化情况如果1min的值大于5min或者15min的值说明负载在增加如果1min的值小于5min或者15min的值说明负载在减小2.4 磁盘IOLinux服务器性能除了CPU和内存外还有磁盘IO也是一种常用的性能指标。命令#iostat –x –k 2 3 //每隔2S输出磁盘IO的使用情况共采样3次通过ll /dev/mapper命令可以查看dm-x与磁盘逻辑卷的映射关系;字段说明rrqm/s: 每秒对该设备的读请求被合并次数文件系统会对读取同块(block)的请求进行合并wrqm/s: 每秒对该设备的写请求被合并次数r/s: 每秒完成的读次数w/s: 每秒完成的写次数rkB/s: 每秒读数据量(kB为单位)wkB/s: 每秒写数据量(kB为单位)avgrq-sz:平均每次IO操作的数据量(扇区数为单位)avgqu-sz: 平均等待处理的IO请求队列长度await: 平均每次IO请求等待时间(包括等待时间和处理时间毫秒为单位)svctm: 平均每次IO请求的处理时间(毫秒为单位)%util: 采用周期内用于IO操作的时间比率即IO队列非空的时间比率在性能测试中我们可以重点关注iowait%和%util参数。其中iowait% 表示CPU等待IO时间占整个CPU周期的百分比如果iowait值超过50%或者明显大于%system、%user以及%idle表示IO可能存在问题了%util表示磁盘忙碌的情况一般%util70%表示该磁盘IO使用状态良好。2.5 linux常用性能命令2.5.1 CPU命令1: # cat /proc/cpuinfo //获取CPU详情命令2: # top //包含CPU、内存使用等情况常用命令2.5.2 内存命令1 # free –h命令2# top2.5.3 负载命令1#uptime命令2#top命令3#w2.5.4 磁盘命令1: #fdisk –l //查看硬盘及分区情况命令2# df –h //查看文件系统的磁盘空间使用情况2.5.5 整体命令# vmstat 3 2 //每3秒一次共2次如果文章对你有帮助记得点赞收藏加关注。最后感谢每一个认真阅读我文章的人礼尚往来总是要有的虽然不是什么很值钱的东西如果你用得到的话可以直接拿走这些资料对于做【软件测试】的朋友来说应该是最全面最完整的备战仓库这个仓库也陪伴我走过了最艰难的路程希望也能帮助到你凡事要趁早特别是技术行业一定要提升技术功底。