压力测试实践一：JMeter + JProfiler 入门

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这段时间工作中本人对项目进行了一次压测，用到了不少常见的压测技术，和一些典型的场景，这里简单分享下。看完你可以解答如下一些问题：

  • JMeter 如何发送有签名验签或者是加密的复杂请求？
  • JMeter 如何控制线程步进式增长？
  • JMeter 如何监控服务器负载？
  • 如何监控被压测 JVM 状态？线程状态？

JMeter

JMeter 添加 Java Request Sampler

绝大多数后端接口形式的请求报文都不是明文，大多都需要进行签名验签，我们项目也不例外。这就是遇到的第一个问题。好在 JMeter 也提供了自定义扩展功能，Java Request，用来 Java 代码自定义发送压测请求的功能。

首先要做的是创建一个单独的项目，目的是 签名验签并发送 HTTP 请求，想要与 JMeter 相结合还必须实现 org.apache.jmeter.protocol.java.sampler.JavaSamplerClient 接口或者继承 org.apache.jmeter.protocol.java.sampler.AbstractJavaSamplerClient，创建好以后假如在 JMeter 界面上配置了当前创建类，JMeter 就会反过来调用你写的方法（钩子、SPI、插件）。

这两个类是在 JMeter 项目有引入，但是自己项目想要访问，可以用 Maven 引入。如果自己创建的项目不是 Maven，可以在 JMeter_HOME/lib/ext 文件夹下找到。所以在这里 Maven 的依赖范围我们选择到了 <scope>provided</scope>。

<dependency>
    <groupId>org.apache.jmeter</groupId>
    <artifactId>ApacheJMeter_java</artifactId>
    <version>5.3</version>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

代码示例如下：

public class TestJavaRequestSamplerClient implements JavaSamplerClient {
    // 做一些资源的初始化工作
    public void setupTest(JavaSamplerContext context) {}

    // 需要的默认参数，会展示在界面上
    public Arguments getDefaultParameters() {
        Arguments args = new Arguments();
        args.addArgument("url", "");
        args.addArgument("type", "");
        return args;
    }

    // 需要执行的业务方法
    public SampleResult runTest(JavaSamplerContext context) {
        // 用于记录执行结果的状态
        SampleResult sampleResult = new SampleResult();
        // 获取 JMeter 中输入的用户参数
        String url = context.getParameter("url", "默认值");
        String type = context.getParameter("type", "默认值");
        
        // 标记开始
        sampleResult.sampleStart();
        boolean flag = this.doRequest();
        sampleResult.setSuccessful(flag);
        // 标记暂停
        // sampleResult.samplePause();
        // 标记重启
        // sampleResult.sampleResume();
        // 标记结束
        sampleResult.sampleEnd();
        
        return sampleResult;
    }

    private boolean doRequest() {
        // 组装报文
        // 进行签名
        // 发送 HTTP 请求
        // 解析响应
        return false;
    }

    //
    public void teardownTest(JavaSamplerContext context) {}
}

接下来需要把这个项目打成 .jar 形式并拷贝到 {JMeter_HOME}\lib\ext 下。接着在 JMeter 界面上添加 Java Request 类型的 采样器 如下，下拉列表中看到 TestJavaRequestSamplerClient 类了

这里需要重点注意！添加的是 采样器下面的 Java 请求 。

是 Sampler > Java Request 而不是 Config Element > Java Request Defaults

这两个搞错会导致发不出去请求

image.png

特别注意几点：

  1. Maven 项目的编译等级不要选太高，建议 1.5
  2. 如果创建的项目还有除 ApacheJMeter_java 以外的依赖，也必须一同拷贝到 {JMeter_HOME}\lib\ext 下
  3. jar 文件放置好以后，重启 JMeter 才能识别

JMeter 添加一些常用插件

安装插件省略

  • Stepping Thread Group（步进线程组）

这里已经被标记为弃用，新的名字为 Concurrency Thread Group，不过用法也是大同小异。这个插件能很灵活配置线程的启动方式，目的是维护并发级别。

image.png

下图是一个本人使用实际压测配置

image.png

  • Aggregate Report（监听器，聚合报告）

必须加上，统计 TPS 用

image.png

- Label：每个 JMeter 的 element（例如 HTTP Request）都有一个 Name 属性，这里显示的就是 Name 属性的值
- #Samples：此次测试中共发出了多少请求
- Average：平均响应时间——默认情况下是单个 Request 的平均响应时间
- Median：中位数，也就是 50％ 用户的响应时间
- 90% Line：90％ 用户的响应时间
- 95% Line：95％ 用户的响应时间
- 99% Line：99％ 用户的响应时间
- Min：最小响应时间
- Max：最大响应时间
- Error%：本次测试中出现错误的请求的数量/请求的总数
- Throughput：吞吐量——默认情况下表示每秒完成的请求数（Request per Second），可以认为是 TPS
- KB/Sec：每秒从服务器端接收到的数据量
  • Transactions per Second（每秒事务处理量）

image.png

  • Response Times Over Time（响应时间变化趋势图）

image.png

  • PerfMon Metrics Collector（性能指标收集器）

假如要收集被压测服务器资源使用信息，可以用这个插件。首先需要在被压测服务器上启动 ServerAgent 程序，然后在 JMeter 界面配置目标机器以及监控指标，官方文档

image.png

下面是一个监控结果

image.png

！注意！在 Non-Gui 模式下，使用该插件时必须单独配置 FileName 属性，否则用 -l 参数生成的结果文件导入无法显示监控指标曲线 资料：stackoverflow.com/questions/5…

使用 NON GUI mode 执行脚本

由于 JMeter 界面运行时会损耗一部分的性能，会对压测结果造成偏差。所以一般在压测中使用 non-gui 模式 来运行 JMeter 脚本

在 JMeter 界面上配置好测试计划后，导出为 .jmx 文件，接着使用命令运行它（假如是在另一台 linux 服务器，首先保证需要有 JMeter 程序）

# ./jmeter -n -t demo.jmx -l 结果文件.jtl

上文我们配置一个了 TestJavaRequestSamplerClient 的 Java Request 要求两个参数 url 和 type，在 JMeter non-gui 模式下使用 -J 来传递

# ./jmeter -n -t demo.jmx -Jurl='http://127.0.0.1:8080/test' -Jtype='1' -l 结果文件.jtl

！非常重要！得到 xxx.jtl 结果文件之后，可以使用 JMeter 界面上的 FileName 文件选择框中导入来查看。假如导入时，界面上还显示着上一个报告的内容，！千万要清空后，再导入，否则会发生数据错乱！

image.png

JPorfiler

配置好上文列出的 JMeter 插件和配置以后，我们已经可以拿到应用的 TPS 和所对应的服务器资源情况。但如果此时发现程序性能有问题，我们还少个观察、监控应用的功能，来分析性能瓶颈，这里我们选择了 JProfiler

方式一【简单、推荐】：使用 Attach 模式（jpenable）

在远端服务器下载好对应的 linux 版本 jprofiler（jprofiler_linux_10_1_5.tar.gz），并解压，接着

2021-09-03_101345.png

然后在本地 Jprofiler 连接即可 2021-09-03_101740.png

方拾二【较麻烦】使用配置向导（添加 jvm 启动参数模式）

image.png

选择对应 tomcat 版本（SpringBoot 应用后面会讲）

image.png

选择远程 image.png

image.png

选择立即启动，不等待界面连接 image.png

填写远程机器 ip 地址

image.png

填写远程服务器 jprofiler 地址

image.png

image.png

这一步很关键，选择的是本地的 同版本 的 tomcat 启动脚本（startup.sh）。jprofiler

image.png

指定通信端口，默认即可

image.png

到这里为止，JProfiler 修改了两个文件，需要我们手动拷贝到远程服务器上

image.png

  1. C:\Users\xxxx.jprofiler10\config.xml：这个文件 JProfile 建议拷贝到远程服务器，但是实测不需要拷贝也能连上去
  2. startup_jprofiler.sh：这个文件必须要拷贝到远程服务器。与前文选择本地 tomcat 启动文件在一个路径，是 JProfiler 基于 startup.sh 修改一个启动脚本，对比可发现最后增加了几行。如下。这个脚本也需要拷贝到远程服务器。放在待压测应用的 tomcat bin 目录下。

image.png

接着执行启动脚本，用 JProfiler 连上即可

# sh ./startup_jprofiler.sh

常见操作

JProfiler 功能非常强大，这里只是当时用到的一些简单操作，后续用到再做补充

从概览中很清楚的能看到各种监控指标，同时可以随时保存当前监控快照，供后续回顾分析 image.png

用到的最多的就是 image.png

这是一个真实的压测情况快照 image.png

很容易就看到线程大片的红色，都被 Blocked，再看下当时线程的 dump，发现都是卡在日志写入 image.png

阻塞的原因很多：1. 磁盘读写慢；2. 其他的 IO 读写影响到了文件读写。这里不展开分析。

参考资料

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