JMeter最常用的三种类型的压力测试

压力测试不同于功能测试&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;这种节点通常可能是&＃xff1a;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&＃xff0c;请求频率较其它的节点要高&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;有时其中还包含有业务逻辑处理&＃xff0c;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&＃xff0c;介绍如何使用 JMeter 来完成针对于它们的压力测试。

Web 服务器

对于大多数的项目来说&＃xff0c;并不会自行开发一个Web服务器&＃xff0c;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&＃xff0c;如下图&＃xff1a;

其中&＃xff1a;

• 在线程组中定义线程数、产生线程发生的时间和测试循环次数。
• 在http请求中定义服务器、端口、协议和方法、请求路径等。
• 表格监听器负责收集和显示结果。

这种设置对于包含了安全机制的 web 应用是不够的&＃xff0c;典型的 web 应用一般都会&＃xff1a;

1. 有一个登录页&＃xff0c;它是整个应用的入口。当用户登录之后&＃xff0c;应用会将用户相关的安全信息放到 session 中。

2. 有一个 filter&＃xff0c;它拦截请求&＃xff0c;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&＃xff0c;那么请求被重定向到登录页&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;而使请求实际定位到登录页。如果不加断言&＃xff0c;那么在监听器看来所有的请求都是成功。而实际上&＃xff0c;这些请求最终都没有到达它们应该去的地方。显然&＃xff0c;这种测试结果不是我们所期望的。

为了成功的测试&＃xff0c;至少有2种方法&＃xff1a;

• 方法一&＃xff0c;去掉程序的安全设置&＃xff0c;如filter&＃xff0c;使得不需要用户安全信息也能访问受限内容&＃xff1b;
• 方法二&＃xff0c;不修改程序&＃xff0c;使用JMeter提供的"Http URL重写修饰符"或"Http COOKIE管理器"。

对于第一种方法&＃xff0c;有其局限性&＃xff1a;

• 需要修改程序配置&＃xff0c;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&＃xff0c;如压力测试和功能测试分别各自的web.xml&＃xff0c;增加了维护成本&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;那么因为存在多个版本的程序&＃xff0c;那么其维护难度将大大增加。

虽然&＃xff0c;第二种方法配置难度增加了&＃xff0c;但是它不用修改程序。而且还可将测试计划保存成文件&＃xff0c;以便重复使用。因此&＃xff0c;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。

1. 例子由以下几个文件组成&＃xff1a;

• AuthorizenFilter.java&＃xff0c;过滤器负责检验session中是否存在用户信息。如果没有&＃xff0c;那么就转向到 login.jsp。它的主要方法 doFilter 内容如下&＃xff1a;

  public void doFilter(ServletRequest request,ServletResponse response,FilterChain chain)throws IOException, ServletException {HttpServletRequest req &＃61; (HttpServletRequest)request;HttpServletResponse res &＃61; (HttpServletResponse)response;HttpSession session&＃61; req.getSession();User user &＃61; (User)session.getAttribute("user");if(null &＃61;&＃61; user){String uri&＃61; req.getRequestURI();//如果请求页是登录页&＃xff0c;不转向if( uri.equalsIgnoreCase("/gWeb/login.jsp")){chain.doFilter(request, response);} else{res.sendRedirect("/gWeb/login.jsp");}}else{chain.doFilter(request, response);} }

• User.java&＃xff0c;用户类负责记录用户的信息。为了简化&＃xff0c;这里的登录操作只允许指定用户名和密码。主要内容如下&＃xff1a;

  public class User {private String user;private String pwd;public User(String user, String pwd) {this.user &＃61; user;this.pwd &＃61; pwd;}public boolean login(){return user.equals("foxgem") && pwd.equals("12345678");}public String getUser() {return user;}public void setUser(String user) {this.user &＃61; user;} }

• Login.jsp 和welcome.jsp。其中 login.jsp 负责生成 User 对象&＃xff0c;并调用 User 的login。当 login 返回为 true 时转向到 welcome.jsp。其验证部分的代码&＃xff1a;

  <%if( request.getParameter("Submit") !&＃61; null) {User ur&＃61; new User( request.getParameter("user"), request.getParameter("pwd"));if( ur.login()){session.setAttribute("user", ur);response.sendRedirect("/gWeb/welcome.jsp");} else{session.setAttribute( "LOGIN_ERROR_MSG", "无效的用户&＃xff0c;可能原因&＃xff1a;用户不存在或被禁用。");response.sendRedirect("/gWeb/index.jsp");return;}} %>

• web.xml&＃xff0c;配置 filter 拦截所有访问 JSP 页面的请求&＃xff1a;

  authorizenorg.foxgem.jmeter.AuthorizenFilter authorizen*.jsp

2. 创建如下结构的Web测试计划&＃xff1a;

其中主要测试元件说明如下&＃xff1a;

• http请求默认值负责记录请求的默认值&＃xff0c;如服务器、协议、端口等。
• 第一个http请求&＃xff0c;请求login.jsp&＃xff0c;并附加验证所需要的参数&＃xff08;user&＃61;foxgem&＃xff0c;pwd&＃61;12345678&＃xff0c;Submit&＃61;Submit&＃xff09;&＃xff1b;其包含的响应断言验证url中包含"welcome.jsp"&＃xff0c;这一点可以从程序中反应。
• 第二个http请求&＃xff0c;请求是welcome.jsp&＃xff1b;其包含的响应断言验证响应文本中包含"foxgem"&＃xff0c;它是welcome.jsp页面逻辑的一部分。
• http COOKIE管理器负责管理整个测试过程中使用的COOKIE&＃xff0c;它不需要设置任何属性。
• 循环控制器设置发送第二个请求的循环次数&＃xff0c;表格监听器负责收集和显示第二个请求的测试结果。

启动测试计划之后&＃xff0c;执行的顺序是&＃xff1a;首先&＃xff0c;第一个请求登录页进行登录&＃xff1b;成功登录之后&＃xff0c;使用循环控制器执行第二个请求。请求welcome.jsp时&＃xff0c;响应断言用来验证是否确实是welocme.jsp来处理请求&＃xff0c;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&＃xff0c;使得第二个请求能顺利的发送到welcome.jsp进行处理&＃xff0c;而不是因为缺少用户安全信息转发到login.jsp。

在这个例子中&＃xff0c;我们并没有在程序中使用COOKIE&＃xff08;使用的是session&＃xff09;&＃xff0c;那么http COOKIE管理器怎么会起作用呢&＃xff1f;这是因为在servlet/jsp规范中对于session的状态跟踪有2种方式&＃xff1a;

• 使用COOKIE&＃xff0c;保留和传递sessionid。它不要求程序对于url有什么特殊的处理&＃xff0c;但是要求浏览器允许COOKIE。在这个例子中&＃xff0c;就是这种情形。
• 使用url重写&＃xff0c;每次显式的在浏览器和服务器之间传递sessionid。它要求程序对url进行编码&＃xff0c;对浏览器没有要求。

对于第二种情形&＃xff0c;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&＃xff0c;Session参数是jsessionid&＃xff0c;路径扩展使用"&＃xff1b;"。使用url编码时需要注意&＃xff0c;必须将浏览器的COOKIE功能关闭。因为url编码函数&＃xff0c;如encodeURL&＃xff0c;会判断是否需要将sessionid编码到url中。当浏览器允许COOKIE时&＃xff0c;就不会进行编码。

如果COOKIE而不是session来保存用户安全信息&＃xff0c;那么直接使用http COOKIE管理器就行了。此时&＃xff0c;需要将使用的COOKIE参数和值直接写到管理器中&＃xff0c;由它负责管理。对于其它的COOKIE使用&＃xff0c;也是如此操作。

登录问题解决之后&＃xff0c;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&＃xff0c;灵活运用相关的测试组件搭建编写的测试计划。&＃xff08;当然&＃xff0c;对于安全问题还有其它的使用情景。在使用时需要明确&＃xff1a;JMeter 是否支持&＃xff0c;如果支持使用哪种测试组件解决。&＃xff09;

数据库服务器

数据库服务器在大多数企业项目中是不可缺少的&＃xff0c;对于它进行压力测试是为了找出&＃xff1a;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&＃xff1a;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&＃xff0c;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&＃xff0c;完成对于数据库的测试。一个数据库测试计划&＃xff0c;建立如下结构即可&＃xff1a;

其中&＃xff1a;

• JDBC连接配置&＃xff0c;负责配置数据库连接相关的信息。如&＃xff1a;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&＃xff0c;"绑定到池的变量名"&＃xff08;Variable Name Bound to Pool&＃xff09;是一个非常重要的属性&＃xff0c;这个属性会在JDBC请求中被引用。通过它&＃xff0c; JDBC请求和JDBC连接配置建立关联。&＃xff08;测试前&＃xff0c;请将所需要的数据库驱动放到JMeter的classpath中&＃xff09;。
• JDBC请求&＃xff0c;负责发送请求进行测试。
• 图形结果&＃xff0c;收集显示测试结果。

在实际的项目中&＃xff0c;至少有2种类型的JDBC请求需要关注&＃xff1a;select语句和存储过程。前者反应了select语句是否高效&＃xff0c;以及表的索引等是否需要优化&＃xff1b;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&＃xff0c;必然会带来响应上的不尽如人意。对于这两种请求&＃xff0c;JDBC请求的配置略有区别&＃xff1a;

• Select语句

  
  
  

• 存储过程

  
  
  

如果对于Oracle&＃xff0c;如果测试的是函数&＃xff0c;那么也可以使用select语句来进行配置&＃xff0c;此时可以使用&＃xff1a;select 函数(入参) from dual形式的语句来测试&＃xff0c;其中dual是oracle的关键字&＃xff0c;表示哑表。对于其它厂商的数据库产品&＃xff0c;请查找手册。

JMS服务器

MOM 作为消息数据交换的平台&＃xff0c;也是影响应用执行效率的潜在环节。在 Java 程序中&＃xff0c;是通过 JMS 与 MOM 进行交互的。作为 Java 实现的压力测试工具&＃xff0c;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&＃xff0c;因为在整个测试过程中&＃xff0c;JMeter 测试的重点应该是消息的产生者和消费者的本身能力&＃xff0c;而不是 MOM本身。

根据 JMS 规范&＃xff0c;消息交换有2种方式&＃xff1a;发布/订阅和点对点。JMeter针对这两种情形&＃xff0c;分别提供了不同的Sampler进行支持。以下MOM我们使用ActiveMQ 3.2.1&＃xff0c;分别描述这两种消息交换方式是如何使用 JMeter 进行测试。

1. 测试前的准备&＃xff08;两种情况都适用&＃xff09;

JMeter 虽然能使用 JMS 对 MOM 进行测试&＃xff0c;但是它本身并没有提供JMS需要使用的包。因此&＃xff0c;在测试之前需要将这些包复制到 %JMETER_HOME%/lib 下。对于 ActiveMQ 来说&＃xff0c;就是复制 %ACTIVEMQ_HOME%/lib。%ACTIVEMQ_HOME%/optional 是可选包&＃xff0c;可根据实际情况来考虑是否复制。

JMeter 在测试时使用了 JNDI&＃xff0c;为了提供 JNDI 提供者的信息&＃xff0c;需要提供 jndi.properties。同时需要将 jndi.properties 放到 JMeter 的 classpath 中&＃xff0c;建议将它与 bin下的 ApacheJMeter.jar 打包在一起。对于 ActiveMQ&＃xff0c;jndi.properties 的示例内容如下&＃xff1a;

2. 发布/订阅

在实际测试时&＃xff0c;发布者和订阅者并不是需要同时出现的。例如&＃xff0c;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&＃xff0c;此时就不需要消息发布者&＃xff0c;只需要订阅者就可以了。本例为了说明这两种Sampler的使用&＃xff0c;因此建立如下的测试计划&＃xff1a;

其中JMS Publisher和JMS Subscriber的属性&＃xff1a;选择"使用jndi.properties"&＃xff0c;连接工厂是connectionFactory&＃xff0c;主题是MyTopic&＃xff0c;其它使用默认配置。对于JMS Publisher&＃xff0c;还需提供测试用的文本消息。

启动ActiveMQ&＃xff0c;运行测试计划。如果配置正确&＃xff0c;那么与ActiveMQ成功连接之后&＃xff0c;在JMeter的后台会打印出相关信息。在测试过程中&＃xff0c;JMeter 后台打印可能会出现java.lang.InterruptedException 信息&＃xff0c;这个是正常现象&＃xff0c;不会影响测试过程和结果。这一点可以从 bin 下的 jmeter.log 看出。

3. 点对点

对于点对点&＃xff0c;JMeter只提供了一种Sampler&＃xff1a;JMS Point-to-Point。在例子中&＃xff0c;建立如下图的测试计划&＃xff1a;

其中&＃xff1a;Communication style是Request Only。对于另一种风格&＃xff1a;Request Response&＃xff0c;会验证收到消息的JMS Header中的JMSCorrelationID&＃xff0c;以判断是否是对请求消息的响应。