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使用 JMeter 完成常用的压力测试

发布时间:2020-08-20 03:34

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  JMeter的使用非常的容易,在上的文章Using JMeter提供了一个非常好的入门。

  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。

  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:

  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:

  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。

  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。

  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。

  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:

  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:

  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。)

  数据库服务器在大多数企业项目中是不可缺少的,对于它进行压力测试是为了找出:数据库对象是否可以有效地承受来自多个用户的访问。这些对象主要是:索引、触发器、存储过程和锁。通过对于SQL语句和存储过程的测试,JMeter 可以间接的反应数据库对象是否需要优化。

  JMeter 使用 JDBC 发送请求,完成对于数据库的测试。一个数据库测试计划,建立如下结构即可:

  JDBC连接配置,负责配置数据库连接相关的信息。如:数据库url、数据库驱动类名、用户名和密码等等。在这些配置中,绑定到池的变量名(Variable Name Bound to Pool)是一个非常重要的属性,这个属性会在JDBC请求中被引用。通过它, JDBC请求和JDBC连接配置建立关联。(测试前,请将所需要的数据库驱动放到JMeter的classpath中)。

  在实际的项目中,至少有2种类型的JDBC请求需要关注:select语句和存储过程。前者反应了select语句是否高效,以及表的索引等是否需要优化;后者则是反应存储过程的算法是否高效。它们如果效率低下,必然会带来响应上的不尽如人意。对于这两种请求,JDBC请求的配置略有区别:

  如果对于 Oracle,如果测试的是函数,那么也可以使用 select 语句来进行配置,此时可以使用:select 函数(入参) from dual 形式的语句来测试,其中dual是oracle的关键字,表示哑表。对于其它厂商的数据库产品,请查找手册。

  MOM 作为消息数据交换的平台,也是影响应用执行效率的潜在环节。在 Java 程序中,是通过 JMS 与 MOM 进行交互的。作为 Java 实现的压力测试工具,JMeter 也能使用 JMS 对应用的消息交换和相关的数据处理能力进行测试。这一点应该不难理解,因为在整个测试过程中,JMeter 测试的重点应该是消息的产生者和消费者的本身能力,而不是 MOM本身。

  根据 JMS 规范,消息交换有2种方式:发布/订阅和点对点。JMeter针对这两种情形,分别提供了不同的Sampler进行支持。以下MOM我们使用ActiveMQ 3.2.1,分别描述这两种消息交换方式是如何使用 JMeter 进行测试。

  在实际测试时,发布者和订阅者并不是需要同时出现的。例如,有时我们可能想测试单位时间内消息发布者的消息产生量,此时就不需要消息发布者,只需要订阅者就可以了。本例为了说明这两种Sampler的使用,因此建立如下的测试计划:

  启动ActiveMQ,运行测试计划。如果配置正确,那么与ActiveMQ成功连接之后,在JMeter的后台会打印出相关信息。在测试过程中,JMeter 后台打印可能会出现g.InterruptedException 信息,这个是正常现象,不会影响测试过程和结果。这一点可以从 bin 下的 jmeter.log 看出。

  本文介绍了如何使用JMeter完成最常用的三种类型服务器的压力测试,这三种类型的压力测试涵盖了很大一部分的使用情形,然而需要记住的是工具毕竟是工具。效果好不好,关键还是在于使用的人。而且,对于压力测试,测试计划的好坏是关键。针对不同的情况,分析后有针对的进行测试,比起拿枪乱打、无的放矢显然要高效得多。

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