软件性能指标

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关于软件性能测试中关键指标的监控和分析

首先，对于软件性能测试，需要监视哪些关键指标？

软件性能测试的目的主要有以下三点:

Ø评估系统的当前性能，并确定系统是否满足预期的性能要求.

Ø寻找软件系统中可能存在的性能问题，找到性能瓶颈并解决问题.

Ø在部署应用程序之前，确定软件系统的性能，预测系统的负载和耐压性，并评估系统性能.

对于用户而言，最重要的是当前系统:

Ø它符合性能要求吗？

Ø系统的极限承载力是多少？

Ø系统的稳定性如何？

因此，出于上述性能测试和用户关注的目的，要实现上述目的并回答用户的关注，必须首先执行性能测试并指定需要收集和监视的关键指标. 一般来说，性能测试的监控指标主要分为: 资源指标和系统指标. 如下图所示，资源指标与硬件资源消耗直接相关，而系统指标与用户方案和需求直接相关.

性能测试监控的关键指标:

Ø资源指标

CPU使用率: 是指用户进程和系统进程消耗的CPU时间的百分比. 在长期条件下，通常可接受的上限不超过85％.

内存使用率: 内存使用率=（1-空闲内存/总内存大小）* 100％，通常至少为可用内存的10％，可接受的内存使用上限为85％.

磁盘I / O: 磁盘主要用于访问数据，因此在进行IO操作时，将有两个对应的操作，当存储数据对应于写入IO操作时，在获取数据时对应于读取IO操作，通常使用磁盘时间百分比（磁盘用于读写操作的时间百分比）来衡量磁盘读写性能.

网络带宽: 通常使用计数器“字节总数/秒”进行测量，“字节总数/秒”表示为发送和接收字节的速率，包括帧字符. 要确定网络连接速度是否是瓶颈，可以使用此计数器的值与当前网络带宽进行比较.

Ø系统指标:

并发用户: 同时在特定物理时间向系统提交请求的用户数.

用户数: 在一定时间内访问系统的用户数. 这些用户不必同时向系统提交请求.

平均响应时间: 系统处理交易的平均响应时间. 事务的响应时间是从客户端提交访问请求到客户端收到服务器响应所花费的时间. 对于系统快速响应页面，一般响应时间约为3秒.

事务成功率: 在性能测试中，定义事务以度量一个或多个业务流程的性能指标，例如用户登录，订单保存，订单提交操作等可以定义为事务，如下图所示:

系统在一个单位时间内可以成功完成多少个定义的交易，在一定程度上反映了系统的处理能力，通常以交易成功率来衡量，计算公式如下:

超时错误率: 主要是指由于系统超时或其他内部错误而失败的事务的比例.

第二，如何监控关键指标？

Ø资源索引监控

主要监视每个服务器系统平台（Windows，Linux，Unix等）的资源使用情况.

您可以使用系统自己的性能监视工具或第三方工具进行监视，例如Windows系统随附的“系统性能监视器”，如下图所示:

在Linux下，诸如free，vmstat，sar和iostat之类的命令监视内存，CPU和磁盘IO的使用情况，如下图所示:

第三方监视工具，例如Spotlight，Spotlight是由Quest开发的可视化工具，可以监视多个系统平台和，如下图所示:

Nmon是IBM提供的免费工具，用于监视AIX和Linux系统资源. 它可以通过Excel对收集到的资源信息进行统计分析，以形成直观的统计图，如下图所示:

Ø系统索引监控

通常通过性能测试工具（例如LoadRunner，Jmeter等）以图形方式监视系统索引监视，如下图所示，并发用户数与平均响应时间之间的关系.

三，如何分析监测的关键指标？

绩效监控的关键指标是通过监控的第二部分收集的. 如何分析和确定是否存在性能瓶颈？主要从两个方面进行阐述: 资源指标和系统指标.

Ø资源索引分析

确定CPU是否为瓶颈的方法: 在正常情况下，CPU处于满负荷工作，有时无法确定CPU有瓶颈. 例如，Linux总是尝试使CPU尽可能繁忙，以最大化任务的吞吐量，即，尽可能多地使用CPU. 因此，通常从两个方面来判断CPU是一个瓶颈: 一个是CPU空闲继续为0，另一个是运行队列大于CPU内核数（3-4倍）. （经验值），您可以确定存在瓶颈，主要是因为CPU消耗高可能是由应用程序不合理引起的，或者可能是硬件资源不足，这需要对特定问题进行特定分析，例如SQL问题语句，您需要跟踪和优化导致CPU使用率过高的SQL语句.

判断内存是否为瓶颈的方法: 通常至少有10％的可用内存，可接受的内存使用上限为85％. 当可用内存变小时，系统开始频繁移动磁盘分页文件. 如果可用内存太小软件平台技术指标，则可能是由于内存不足或内存泄漏引起的. 需要根据系统的实际情况进行监视和分析.

确定磁盘I / O是否为瓶颈的方法: 磁盘I / O更可能成为服务器，文件服务器和流媒体服务器系统的瓶颈. 通常，从以下几个方面来分析磁盘I / O:

①计算每个磁盘的I / O数量

每个磁盘的I / O数量可用于与磁盘的I / O容量进行比较. 如果计算出的每个磁盘的I / O超过磁盘的标称I / O容量，则意味着该磁盘的性能确实存在瓶颈，因此，每个磁盘的I / O的计算方法如下:

RAID类型

计算方法

RAID0

（读+写）/磁盘数

RAID1

（Reads + 2 * Writes）/ 2

RAID5

[Reads +（4 * Writes）] /磁盘数

RAID10

[Reads +（2 * Writes）] /磁盘数

②监视磁盘的读写. 如果磁盘长时间读写大量数据，并且CPU等待超过20％的时间，则表明磁盘I / O存在问题. 考虑提高磁盘I / O读写性能.

确定网络带宽是否为瓶颈的方法: 确定网络带宽是否为系统性能瓶颈的主要条件是网络带宽是否会影响系统事务执行性能. 例如: 减少网络带宽，并发用户数，响应时间和交易通过率等性能指标是否不可接受；或增加网络带宽，将显着改善并发用户数，响应时间和事务通过率等性能指标.

在实际性能测试中，如果发现始终报告连接超时，并且可以正常访问实际的手动访问，则可以ping应用服务器IP或网关IP. 如果存在严重的网络延迟或数据包丢失，则意味着网络不稳定，需要进行网络检查.

根据对资源指标的四个指标的分析，实际上，所有方面都是相互依存的，不能与某个方面孤立. 当一个方面存在性能问题时，通常会在其他方面引起性能问题. 例如，大量磁盘读写操作将不可避免地消耗CPU和IO资源，而内存不足将导致频繁的内存页面写入磁盘和磁盘写入内存. 操作会导致磁盘IO瓶颈，同时大量的网络通信也会使CPU过载，因此在分析性能问题时，您需要从各个方面考虑.

Ø系统指标分析

并发用户数: 系统可以支持的用户数是系统容量的重要指标. 并发用户数用于衡量在高并发量访问下系统的并行处理能力. 通常，如果系统中存在死锁或资源争用，是的，在并发访问下，由于请求在队列中等待，因此系统响应会随着时间的流逝而变慢.

通常，将高吞吐量，高I / O和高风险业务功能用于并发用户访问测试.

要确定系统可以承受的最大并发用户数，通常需要满足以下条件:

1. 业务职能部门的平均响应时间在合理范围内

2. 交易成功率在合理范围内

3. 系统运行无故障（无异常停机）

4. 在合理范围内使用系统资源指标

平均响应时间: 对于客户端用户，最直观的体验是快速或缓慢访问页面，即响应时间的长度. 例如，在连续进行的并行性能测试过程中，客户感到对应用程序的访问速度很慢，并且监视的平均响应时间逐渐变长. 此时，有必要先使用受监视的资源指示符来首先排除资源约束软件平台技术指标，然后再从中使用该应用程序本身进行定位. 例如，页面细分工具（如httpwatch，Loadrunner Anaysis中的页面组件细分）可用于分析响应较慢的页面.

事务成功率，超时错误率: 事务成功率越高，系统处理能力越大；而失败的交易主要是由于系统响应缓慢，导致业务功能超时访问，或者系统业务功能异常无法正常访问等. ，根据交易错误提示信息，进行具体分析

总而言之，软件性能测试是执行和监视的过程->分析->正在进行优化，也就是说，监视是为了提供更多参考数据进行分析，分析是为了调优，而调优是为了解决性能当前系统中的瓶颈为用户提供了更好，更快的客户体验. 由于分析和调优需要基于特定问题进行特定分析，因此本文无需过多解释，而仅监视和分析一般关键指标. 建议在实际工作中，可以检测到资源指标和系统指标两个方面，逐步检查，性能问题无处可寻. 一旦找到问题的原因，性能问题将得到解决

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