性能测试

性能测试概述

性能测试是性能优化的前提和基础，也是性能优化结果的检查和度量标准。不同视角下的网站性能有不同的标准，也有不同的优化手段。

• 主观视角：用户感受到的性能；

• 客观视角：性能指标衡量的性能。

性能测试指标

1. 响应时间：对请求作出响应所需要的时间，直接反应系统的“快慢”。响应时间=网络传输时间+应用服务器处理时间+数据库服务器处理时间=（N1+N2+N3+N4）+(A1+A3)+A2。

2. 并发数：并发主要是针对服务器而言，在同一时刻与服务器进行交互（指向服务器发出请求）的在线用户数。反映系统的负载特性。

3. 吞吐量：(1000/响应时间ms)x并发数，指单位时间内系统处理用户的请求数。体现系统的处理能力。另外吞吐量指标：TPS（每秒事务数）、HPS（每秒HTTP请求数）、QPS（每秒查询数）。

4. 性能计数器：是描述服务器或操作系统性能的一些数据指标，包括System Load、对象与线程数、CPU，内存，磁盘I/O，网络I/O等，这些指标是监控系统的重要指标，当监控系统发现超过设定阀值时，就向运维和开发发出劲爆，及时发现处理异常。

性能测试方法

性能测试

以系统设计初期规划的性能指标为预期目标，对系统不断施加压力，验证系统在资源可接受范围内，是否能达到性能预期。

负载测试

对系统不断地增加并发请求以增加系统压力，直到系统的某项或多项性能指标到达安全临界值，如某种资源已经呈饱和状态，这时候继续对系统施加压力，系统的处理能力不但不能提高，反而会下降。

压力测试

超过安全负载情况下，对系统继续施压，直到系统崩溃或不能处理任何请求，以此获得系统的最大压力承受能力。

稳定性测试

在特定硬件、软件、网络环境条件下，给系统加载一定业务压力，使系统运行一段较长时间，以此检测系统是否稳定。在实际生产环境，请求压力是不均匀的，呈波浪特性，为了更好模拟生产环境，稳定性测试也应不均匀地对系统施加压力。





性能优化

性能优化的基本原则

• 不能优化一个没有测试的软件

• 不能优化一个你不了解的软件



性能优化的一般方法

• 性能测试，获得性能指标

• 指标分析，发现性能与资源瓶颈点

• 架构与代码分析，寻找性能与资源瓶颈关键所在

• 架构与代码优化，优化关键技术点，平衡资源利用

• 性能测试，进入性能优化闭环



性能优化的分层思想

• 机房与骨干网络性能优化

• 服务器与硬件性能优化

• 操作系统性能优化

• 虚拟机性能优化

• 基础组件性能优化

• 软件架构性能优化：缓存、异步、集群

• 软件代码性能优化：遵循面向对象的设计原则和设计模式

• 并发编程，多线程与锁

• 资源复用，线程池与对象池

• 异步编程，生产者消费者

• 数据结构，数组，链表，hash表、树

操作系统

锁

锁原语CAS

偏向锁、轻量级锁、重量级锁

多CPU下的锁

总线锁与缓存锁

公平锁、非公平锁

重入锁

独享锁/互斥锁、共享锁、读写锁

乐观锁 悲观锁

分段锁

自旋锁

文件与硬盘IO

机械硬盘与固态硬盘





B+树

LSM树



文件控制块

为了能对一个文件进行正确的存取，操作系统必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构，称之为文件控制块（FCB）。



Linux Inode文件控制块



RAID独立硬盘冗余阵列



分布式文件系统HDFS