使用 JMeter 完成常用的壓力測試

使用JMeter完成常用的壓力測試本文介紹了JMeter相關(guān)的基本概念。并以JMeter為例，介紹了使用它來完成最常用的三種類型服務(wù)器，即Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和消息中間件，壓力測試的方法、步驟以及注意事項。講到測試，人們腦海中首先浮現(xiàn)的就是針對軟件正確性的測試，即常說的功能測試。但是軟件僅僅只是功能正確是不夠的。在實際開發(fā)中，還有其它的非功能因素也起著決定性的因素，例如軟件的響應(yīng)速度。影響軟件響應(yīng)速度的因素有很多，有些是因為算法不夠高效；還有些可能受用戶并發(fā)數(shù)的影響。在眾多類型的軟件測試中，壓力測試正是以軟件響應(yīng)速度為測試目標(biāo)，尤其是針對在較短時間內(nèi)大量并發(fā)用戶的訪問時，軟件的抗壓能力。本文以JMeter為例，介紹了如何使用它來完成常用的壓力測試：Web測試、數(shù)據(jù)庫測試和JMS測試。概述JMeter最早是為了測試Tomcat的前身JServ的執(zhí)行效率而誕生的。到目前為止，它的最新版本是2.1.1，它的測試能力也不再僅僅只局限于對于Web服務(wù)器的測試，而是涵蓋了數(shù)據(jù)庫、JMS、WebService、LDAP等多種對象的測試能力。在最新的2.1.1中，它還提供了對于JUNIT的測試。JMeter的安裝非常簡單，從官方網(wǎng)站上下載，解壓之后即可使用。運行命令在％JMETER_HOME%/bin下，對于Windows用戶來說，命令是jmeter.bat。運行前請檢查JMeter的文檔，查看是否具備相關(guān)的運行條件。對于最新版（即2.1.1），需要JDK的版本要求是JDK1.4。JMeter的主要測試組件總結(jié)如下：測試計劃是使用JMeter進(jìn)行測試的起點，它是其它JMeter測試元件的容器。線程組代表一定數(shù)量的并發(fā)用戶，它可以用來模擬并發(fā)用戶發(fā)送請求。實際的請求內(nèi)容在Sampler中定義，它被線程組包含。監(jiān)聽器負(fù)責(zé)收集測試結(jié)果，同時也被告知了結(jié)果顯示的方式。邏輯控制器可以自定義JMeter發(fā)送請求的行為邏輯，它與Sampler結(jié)合使用可以模擬復(fù)雜的請求序列。斷言可以用來判斷請求響應(yīng)的結(jié)果是否如用戶所期望的。它可以用來隔離問題域，即在確保功能正確的前提下執(zhí)行壓力測試。這個限制對于有效的測試是非常有用的。配置元件維護(hù)Sampler需要的配置信息，并根據(jù)實際的需要會修改請求的內(nèi)容。前置處理器和后置處理器負(fù)責(zé)在生成請求之前和之后完成工作。前置處理器常常用來修改請求的設(shè)置，后置處理器則常常用來處理響應(yīng)的數(shù)據(jù)。定時器負(fù)責(zé)定義請求之間的延遲間隔。JMeter的使用非常的容易，在ONJ上的文章UsingJMeter提供了一個非常好的入門。常用測試壓力測試不同于功能測試，軟件的正確性并不是它的測試重點。它所看重的是軟件的執(zhí)行效率，尤其是短時間內(nèi)訪問用戶數(shù)爆炸性增長時軟件的響應(yīng)速度，壓力測試往往是在功能測試之后進(jìn)行的。在實際的開發(fā)過程中，軟件潛在的效率瓶頸一般都是那些可能有多個用戶同時訪問的節(jié)點。就目前JavaEE的平臺下開發(fā)的軟件來說，這種節(jié)點通常可能是：Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和JMS服務(wù)器。它們都是請求主要發(fā)生的地點，請求頻率較其它的節(jié)點要高，而且處于請求序列的關(guān)鍵路徑之上。如果它們效率無法提高的話，對于整個軟件的效率有致命的影響。而且在這些節(jié)點上一般都會發(fā)生較大規(guī)模的數(shù)據(jù)交換，有時其中還包含有業(yè)務(wù)邏輯處理，它們正是在進(jìn)行壓力測試時首先需要考慮的。本文以這三種節(jié)點為例，介紹如何使用JMeter來完成針對于它們的壓力測試。Web服務(wù)器對于大多數(shù)的項目來說，并不會自行開發(fā)一個Web服務(wù)器，因此Web服務(wù)器壓力測試的對象實際就是--發(fā)布到Web服務(wù)器中的軟件。最簡單的Web測試計劃只需要三個JMeter的測試元件，如下圖：?込測試計劃@ 線程殂；；存ht[f請親S用表裕察看結(jié)果其中：在線程組中定義線程數(shù)、產(chǎn)生線程發(fā)生的時間和測試循環(huán)次數(shù)。在http請求中定義服務(wù)器、端口、協(xié)議和方法、請求路徑等。表格監(jiān)聽器負(fù)責(zé)收集和顯示結(jié)果。這種設(shè)置對于包含了安全機(jī)制的web應(yīng)用是不夠的，典型的web應(yīng)用一般都會：1.有一個登錄頁，它是整個應(yīng)用的入口。當(dāng)用戶登錄之后，應(yīng)用會將用戶相關(guān)的安全信息放到session中。2.有一^個filter，它攔截請求，檢查每個請求相關(guān)的session中是否包含有用戶安全信息。如果沒有，那么請求被重定向到登錄頁，要求用戶提供安全信息。在這種配置下應(yīng)用上面的測試計劃，那么除了登錄頁之外的其它請求都將因為缺少用戶安全信息，而使請求實際定位到登錄頁。如果不加斷言，那么在監(jiān)聽器看來所有的請求都是成功。而實際上，這些請求最終都沒有到達(dá)它們應(yīng)該去的地方。顯然，這種測試結(jié)果不是我們所期望的。為了成功的測試，至少有2種方法：方法一，去掉程序的安全設(shè)置，如filter，使得不需要用戶安全信息也能訪問受限內(nèi)容；方法二，不修改程序，使用JMeter提供的"HttpURL重寫修飾符"或"HttpCookie管理器"。對于第一種方法，有其局限性：需要修改程序配置，如去掉web.xml中關(guān)于安全filter的設(shè)置。需要維護(hù)多個版本的web.xml，如壓力測試和功能測試分別各自的web.xml，增加了維護(hù)成本，而且有可能會在測試之后忘記將web.xm1修改回來。對于一些需要用戶安全信息的頁面無能為力，如某些業(yè)務(wù)審計操作需要用戶安全信息來記錄。因為缺少這樣的信息，注定了測試的失敗。如果解決為了這個問題進(jìn)一步的修改程序，那么因為存在多個版本的程序，那么其維護(hù)難度將大大增加。雖然，第二種方法配置難度增加了，但是它不用修改程序。而且還可將測試計劃保存成文件，以便重復(fù)使用。因此，選用第二種方法是較為理想的做法。下面以一個簡化的例子說明使用方法二的配置步驟。1.例子由以下幾個文件組成：AuthorizenFilter.java，過濾器負(fù)責(zé)檢驗session中是否存在用戶信息。如果沒有，那么就轉(zhuǎn)向到login.jsp。它的主要方法doFilter內(nèi)容如下：pub1icvoiddoFi1ter(Serv1etRequestrequest,ServletResponseresponse,FilterChainchain)throwsIOException,ServletException{HttpServletRequestreq=(HttpServletRequest)request;HttpServletResponseres=(HttpServletResponse)response;HttpSessionsession=req.getSession();Useruser=(User)session.getAttribute("user");if(null==user){Stringuri=req.getRequestURI();//如果請求頁是登錄頁，不轉(zhuǎn)向if(uri.equalsIgnoreCase("/gWeb/login.jsp")){chain.doFilter(request,response);}else{res.sendRedirect("/gWeb/login.jsp");}}else{chain.doFilter(request,response);}}User.java，用戶類負(fù)責(zé)記錄用戶的信息。為了簡化，這里的登錄操作只允許指定用戶名和密碼。主要內(nèi)容如下：publicclassUser{privateStringuser;privateStringpwd;publicUser(Stringuser,Stringpwd){this.user=user;this.pwd=pwd;}publicbooleanlogin(){returnuser.equals("foxgem")&&pwd.equals("12345678");}publicStringgetUser(){returnuser;}publicvoidsetUser(Stringuser){this.user=user;}}Login.jsp和welcome.jsp。其中l(wèi)ogin.jsp負(fù)責(zé)生成User對象，并調(diào)用User的login。當(dāng)login返回為true時轉(zhuǎn)向到welcome.jsp。其驗證部分的代碼：<%if(request.getParameter("Submit")!=null){Userur=newUser(request.getParameter("user"),request.getParameter("pwd"));if(ur.login()){session.setAttribute("user",ur);response.sendRedirect("/gWeb/welcome.jsp");}else{session.setAttribute("LOGIN_ERROR_MSG","無效的用戶，可能原因：用戶不存在或被禁用。");response.sendRedirect("/gWeb/index.jsp");return;}}%>web.xml，配置filter攔截所有訪問JSP頁面的請求：<filter><filter-name>authorizen</filter-name><filter-class>org.foxgem.jmeter.AuthorizenFilter</filter-class></filter><filter-mapping><filter-name>authorizen</filter-name><url-pattern>*.jsp</url-pattern></filter-mapping>2.創(chuàng)建如下結(jié)構(gòu)的Web測試計劃：HTTP請求Q晌應(yīng)斷言HTTP請瑣就認(rèn)直9［專循不技制雅中HTTP謫求口響應(yīng)斷言0用表格察看結(jié)果HTTPCookie肯理器其中主要測試元件說明如下：http請求默認(rèn)值負(fù)責(zé)記錄請求的默認(rèn)值，如服務(wù)器、協(xié)議、端口等。第一^個http請求，請求login.jsp，并附加驗證所需要的參數(shù)(user=foxgem,pwd=12345678,Submit=Submit)；其包含的響應(yīng)斷言驗證url中包含"welcome.jsp"，這一點可以從程序中反應(yīng)。第二個http請求，請求是welcome.jsp；其包含的響應(yīng)斷言驗證響應(yīng)文本中包含"foxgem"，它是welcome.jsp頁面邏輯的一部分。httpcookie管理器負(fù)責(zé)管理整個測試過程中使用的cookie，它不需要設(shè)置任何屬性。循環(huán)控制器設(shè)置發(fā)送第二個請求的循環(huán)次數(shù)，表格監(jiān)聽器負(fù)責(zé)收集和顯示第二個請求的測試結(jié)果。啟動測試計劃之后，執(zhí)行的順序是：首先，第一個請求登錄頁進(jìn)行登錄；

成功登錄之后，使用循環(huán)控制器執(zhí)行第二個請求。請求welcome.jsp時，響應(yīng)斷言用來驗證是否確實是welocme.jsp來處理請求，而不是因為其它頁。在這個測試計劃中需要注意的是httpcookie管理器。正是由于它的作用，使得第二個請求能順利的發(fā)送到welcome.jsp進(jìn)行處理，而不是因為缺少用戶安全信息轉(zhuǎn)發(fā)到login.jsp。在這個例子中，我們并沒有在程序中使用cookie（使用的是session），那么httpcookie管理器怎么會起作用呢？這是因為在servlet/jsp規(guī)范中對于session的狀態(tài)跟蹤有2種方式：使用cookie，保留和傳遞sessionid。它不要求程序?qū)τ趗rl有什么特殊的處理，但是要求瀏覽器允許cookie。在這個例子中，就是這種情形。使用url重寫，每次顯式的在瀏覽器和服務(wù)器之間傳遞sessionid。它要求程序?qū)rl進(jìn)行編碼，對瀏覽器沒有要求。對于第二種情形，可以使用JMeter前置管理器中的httpurl重寫修飾符來完成。對于Tomcat，Session參數(shù)是jsessionid，路徑擴(kuò)展使用"；"。使用url編碼時需要注意，必須將瀏覽器的cookie功能關(guān)閉。因為url編碼函數(shù)，如encodeURL,會判斷是否需要將sessionid編碼到url中。當(dāng)瀏覽器允許cookie時，就不會進(jìn)行編碼。如果cookie而不是session來保存用戶安全信息，那么直接使用httpcookie管理器就行了。此時，需要將使用的cookie參數(shù)和值直接寫到管理器中，由它負(fù)責(zé)管理。對于其它的cookie使用，也是如此操作。登錄問題解決之后，對于Web服務(wù)器的測試就沒什么難點了。剩下的就是根據(jù)實際需要，靈活運用相關(guān)的測試組件搭建編寫的測試計劃。（當(dāng)然，對于安全問題還有其它的使用情景。在使用時需要明確：JMeter是否支持，如果支持使用哪種測試組件解決。）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在大多數(shù)企業(yè)項目中是不可缺少的，對于它進(jìn)行壓力測試是為了找出：數(shù)據(jù)庫對象是否可以有效地承受來自多個用戶的訪問。這些對象主要是：索引、觸發(fā)器、存儲過程和鎖。通過對于SQL語句和存儲過程的測試JMeter可以間接的反應(yīng)數(shù)據(jù)庫對象是否需要優(yōu)化。JMeter使用JDBC發(fā)送請求，完成對于數(shù)據(jù)庫的測試。一個數(shù)據(jù)庫測試計劃，建立如下結(jié)構(gòu)即可：甲爲(wèi)則試計劃甲惑線檢殂JDBfConnectionConfigurationJDBGRequest其中：JDBC連接配置，負(fù)責(zé)配置數(shù)據(jù)庫連接相關(guān)的信息。如：數(shù)據(jù)庫url、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動類名、用戶名和密碼等等。在這些配置中，"綁定到池的變量名"（VariableNameBoundtoPool）是一個非常重要的屬性，這個屬性會在JDBC請求中被引用。通過它，JDBC請求和JDBC連接配置建立關(guān)聯(lián)。（測試前，請將所需要的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動放到JMeter的classpath中）。JDBC請求，負(fù)責(zé)發(fā)送請求進(jìn)行測試。圖形結(jié)果，收集顯示測試結(jié)果。在實際的項目中，至少有2種類型的JDBC請求需要關(guān)注：select語句和存儲過程。前者反應(yīng)了select語句是否高效，以及表的索引等是否需要優(yōu)化；后者則是反應(yīng)存儲過程的算法是否高效。它們?nèi)绻实拖拢厝粫眄憫?yīng)上的不盡如人意。對于這兩種請求，JDBC請求的配置略有區(qū)別：Select語句存儲過程callPR_BB_ZCJL(2005|6)如果對于Oracle，如果測試的是函數(shù)，那么也可以使用select語句來進(jìn)行配置，此時可以使用：select函數(shù)（入?yún)ⅲゝromdual形式的語句來測試，其中dual是oracle的關(guān)鍵字，表示啞表。對于其它廠商的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，請查找手冊。JMS服務(wù)器MOM作為消息數(shù)據(jù)交換的平臺，也是影響應(yīng)用執(zhí)行效率的潛在環(huán)節(jié)。在Java程序中，是通過JMS與MOM進(jìn)行交互的。作為Java實現(xiàn)的壓力測試工具，JMeter也能使用JMS對應(yīng)用的消息交換和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行測試。這一點應(yīng)該不難理解，因為在整個測試過程中，JMeter測試的重點應(yīng)該是消息的產(chǎn)生者和消費者的本身能力，而不是MOM本身。根據(jù)JMS規(guī)范，消息交換有2種方式：發(fā)布/訂閱和點對點。JMeter針對這兩種情形，分別提供了不同的Sampler進(jìn)行支持。以下MOM我們使用ActiveMQ3.2.1，分別描述這兩種消息交換方式是如何使用JMeter進(jìn)行測試。測試前的準(zhǔn)備（兩種情況都適用）JMeter雖然能使用JMS對MOM進(jìn)行測試，但是它本身并沒有提供JMS需要使用的包。因此，在測試之前需要將這些包復(fù)制到%JMETER_HOME%/lib下。對于ActiveMQ來說，就是復(fù)制%ACTIVEMQ_HOME%/lib。%ACTIVEMQ_HOME%/optional是可選包，可根據(jù)實際情況來考慮是否復(fù)制。JMeter在測試時使用了JNDI，為了提供JNDI提供者的信息，需要提供perties。同時需要將perties放到JMeter的classpath中，建議將它與bin下的ApacheJMeter.jar打包在一起。對于ActiveMQ，perties的示例內(nèi)容如下：java.naming.factory.initial=org.activemq.jndi.ActiveMQInitialContextFactoryvider.url=tcp://localhost:61616#指定connectionFactory的jndi名字，多個名字之間可以逗號分隔。#以下為例：#對于topic，使用(TopicConnectionFactory)context.lookup("connectionFactry")#對于queue，(QueueConnectionFactory)context.lookup("connectionFactory")connectionFactoryNames=connectionFactory#注冊queue，格式：#queue.[jndiName]=[physicalName]#使用時：(Queue)context.lookup("jndiName")，此處是MyQueuequeue.MyQueue=example.MyQueue#注冊topic，格式：#topic.[jndiName]=[physicalName]#使用時：(Topic)context.lookup("jndiName")，此處是MyTopictopic.MyTopic=example.MyTopic發(fā)布/訂閱在實際測試時，發(fā)布者和訂閱者并不是需要同時出現(xiàn)的。例如，有時我們可能想測試單位時間內(nèi)消息發(fā)布者的消息產(chǎn)生量，此時就不需要消息發(fā)布者，只需要訂閱者就可以了。本例為了說明這兩種Sampler的使用，因此建立如下的測試計劃：甲匚測試計劃|"線程蟲JMSPubli$heiJMS-Sub$triberk用表胳察看結(jié)果其中JMSPublisher和JMSSubscriber的屬性：選擇"使用perties"，連接工廠是connectionFactory，主題是MyTopic，其它使用默認(rèn)配置。對于JMSPublisher，還需提供測試用的文本消息。啟動ActiveMQ，運行測試計劃。如果配置正確，那么與ActiveMQ成功連接之后，在JMeter的后臺會打印出相關(guān)信息。在測試過程中，JMeter后臺打印可能會出現(xiàn)java.lang.InterruptedException信息，這個是正?，F(xiàn)象，不會影響測試過程和結(jié)果