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如何使用JMeter完成常用的壓力測試

本篇文章為大家展示了如何使用JMeter完成常用的壓力測試，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

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使用 JMeter 完成常用的壓力測試

這里介紹了 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(xiàng)。   

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、Web Service、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(yùn)行命令在%JMETER_HOME%/bin 下，對于 Windows 用戶來說，命令是 jmeter.bat。運(yùn)行前請檢查JMeter 的文檔，查看是否具備相關(guān)的運(yùn)行條件。對于最新版（即2.1.1），需要JDK的版本要求是JDK 1.4。

JMeter 的主要測試組件總結(jié)如下：

1. 測試計(jì)劃是使用 JMeter 進(jìn)行測試的起點(diǎn)，它是其它 JMeter 測試元件的容器。

2. 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(shí)際的請求內(nèi)容在Sampler中定義，它被線程組包含。

3. 監(jiān)聽器負(fù)責(zé)收集測試結(jié)果，同時(shí)也被告知了結(jié)果顯示的方式。

4. 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。

5. 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(gè)限制對于有效的測試是非常有用的。

6. 配置元件維護(hù)Sampler需要的配置信息，并根據(jù)實(shí)際的需要會修改請求的內(nèi)容。

7. 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)。

8. 定時(shí)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 ONJava.com 上的文章 Using JMeter 提供了一個(gè)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(diǎn)。它所看重的是軟件的執(zhí)行效率，尤其是短時(shí)間內(nèi)訪問用戶數(shù)爆炸性增長時(shí)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(shí)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(gè)用戶同時(shí)訪問的節(jié)點(diǎn)。

就目前 Java EE 的平臺下開發(fā)的軟件來說，這種節(jié)點(diǎn)通?？赡苁牵篧eb 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(diǎn)，請求頻率較其它的節(jié)點(diǎn)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(gè)軟件的效率有致命的影響。而且在這些節(jié)點(diǎn)上一般都會發(fā)生較大規(guī)模的數(shù)據(jù)交換，有時(shí)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(shí)首先需要考慮的。

本文以這三種節(jié)點(diǎn)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(xiàng)目來說，并不會自行開發(fā)一個(gè)Web服務(wù)器，因此Web服務(wù)器壓力測試的對象實(shí)際就是--發(fā)布到Web服務(wù)器中的軟件。最簡單的Web測試計(jì)劃只需要三個(gè) JMeter 的測試元件，如下圖：

如何使用JMeter完成常用的壓力測試

其中：

  • 在線程組中定義線程數(shù)、產(chǎn)生線程發(fā)生的時(shí)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(gè)登錄頁，它是整個(gè)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(gè) filter，它攔截請求，檢查每個(gè)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(jì)劃，那么除了登錄頁之外的其它請求都將因?yàn)槿鄙儆脩舭踩畔?，而使請求?shí)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(shí)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"Http URL重寫修飾符"或"Http Cookie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(gè)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.xml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(jì)操作需要用戶安全信息來記錄。因?yàn)槿鄙龠@樣的信息，注定了測試的失敗。如果解決為了這個(gè)問題進(jìn)一步的修改程序，那么因?yàn)榇嬖诙鄠€(gè)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(jì)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(gè)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(gè)文件組成：

  • AuthorizenFilter.java，過濾器負(fù)責(zé)檢驗(yàn)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：

    public void doFilter(ServletRequest request,
                     ServletResponse response,
                     FilterChain chain)
                     throws IOException, ServletException {
    HttpServletRequest req = (HttpServletRequest)request;
    HttpServletResponse res = (HttpServletResponse)response;
    HttpSession session= req.getSession();
    User user = (User)session.getAttribute("user");
    if(null == user){
        String uri= 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：

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

           

  • Login.jsp 和welcome.jsp。其中 login.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(shí)轉(zhuǎn)向到 welcome.jsp。其驗(yàn)證部分的代碼：

    <%
  if( request.getParameter("Submit") != null) {
	  User ur= 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", 
"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(jì)劃：

如何使用JMeter完成常用的壓力測試

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(gè)http請求，請求login.jsp，并附加驗(yàn)證所需要的參數(shù)（user=foxgem，pwd=12345678，Submit=Submit）；其包含的響應(yīng)斷言驗(yàn)證url中包含"welcome.jsp"，這一點(diǎn)可以從程序中反應(yīng)。

  • 第二個(gè)http請求，請求是welcome.jsp；其包含的響應(yīng)斷言驗(yàn)證響應(yīng)文本中包含"foxgem"，它是welcome.jsp頁面邏輯的一部分。

  • http cookie管理器負(fù)責(zé)管理整個(gè)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(gè)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(gè)請求的測試結(jié)果。

啟動測試計(jì)劃之后，執(zhí)行的順序是：首先，第一個(gè)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(gè)請求。請求welcome.jsp時(shí)，響應(yīng)斷言用來驗(yàn)證是否確實(shí)是welocme.jsp來處理請求，而不是因?yàn)槠渌?。在這個(gè)測試計(jì)劃中需要注意的是http cookie管理器。正是由于它的作用，使得第二個(gè)請求能順利的發(fā)送到welcome.jsp進(jìn)行處理，而不是因?yàn)槿鄙儆脩舭踩畔⑥D(zhuǎn)發(fā)到login.jsp。

在這個(gè)例子中，我們并沒有在程序中使用cookie（使用的是session），那么http cookie管理器怎么會起作用呢？這是因?yàn)樵趕ervlet/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(gè)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http url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(shí)需要注意，必須將瀏覽器的cookie功能關(guān)閉。因?yàn)閡rl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(shí)，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http cookie管理器就行了。此時(shí)，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(diǎn)了。剩下的就是根據(jù)實(shí)際需要，靈活運(yùn)用相關(guān)的測試組件搭建編寫的測試計(jì)劃。（當(dāng)然，對于安全問題還有其它的使用情景。在使用時(shí)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(xiàng)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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)庫測試計(jì)劃，建立如下結(jié)構(gòu)即可：

如何使用JMeter完成常用的壓力測試

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"（Variable Name Bound to Pool）是一個(gè)非常重要的屬性，這個(gè)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(shí)際的項(xiàng)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?，必然會帶來響?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

如何使用JMeter完成常用的壓力測試

  • 存儲過程

如何使用JMeter完成常用的壓力測試

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(shí)可以使用：select 函數(shù)(入?yún)? from dual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(shí)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(diǎn)應(yīng)該不難理解，因?yàn)樵谡麄€(gè)測試過程中，JMeter 測試的重點(diǎn)應(yīng)該是消息的產(chǎn)生者和消費(fèi)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(diǎn)對點(diǎn)。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ActiveMQ 3.2.1，分別描述這兩種消息交換方式是如何使用 JMeter 進(jìn)行測試。

1. 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(shí)際情況來考慮是否復(fù)制。

JMeter 在測試時(shí)使用了 JNDI，為了提供 JNDI 提供者的信息，需要提供 jndi.properties。同時(shí)需要將 jndi.properties 放到 JMeter 的 classpath 中，建議將它與 bin下的 ApacheJMeter.jar 打包在一起。對于 ActiveMQ，jndi.properties 的示例內(nèi)容如下：

java.naming.factory.initial = org.activemq.jndi.ActiveMQInitialContextFactory
java.naming.provider.url = tcp://localhost:61616

#指定connectionFactory的jndi名字，多個(gè)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(shí)：(Queue)context.lookup("jndiName")，此處是MyQueue
queue.MyQueue = example.MyQueue

#注冊topic，格式：
# topic.[jndiName] = [physicalName]
#使用時(shí)：(Topic)context.lookup("jndiName")，此處是MyTopic
topic.MyTopic = example.MyTopic

     

2. 發(fā)布/訂閱

在實(shí)際測試時(shí)，發(fā)布者和訂閱者并不是需要同時(shí)出現(xiàn)的。例如，有時(shí)我們可能想測試單位時(shí)間內(nèi)消息發(fā)布者的消息產(chǎn)生量，此時(shí)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(jì)劃：

如何使用JMeter完成常用的壓力測試

其中JMS Publisher和JMS Subscriber的屬性：選擇"使用jndi.properties"，連接工廠是connectionFactory，主題是MyTopic，其它使用默認(rèn)配置。對于JMS Publisher，還需提供測試用的文本消息。

啟動ActiveMQ，運(yùn)行測試計(jì)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(gè)是正?，F(xiàn)象，不會影響測試過程和結(jié)果。這一點(diǎn)可以從 bin 下的 jmeter.log 看出。

3. 點(diǎn)對點(diǎn)

對于點(diǎn)對點(diǎn)，JMeter只提供了一種Sampler：JMS Point-to-Point。在例子中，建立如下圖的測試計(jì)劃：

如何使用JMeter完成常用的壓力測試

其中：Communication style是Request Only。對于另一種風(fēng)格：Request Response，會驗(yàn)證收到消息的JMS Header中的JMSCorrelationID，以判斷是否是對請求消息的響應(yīng)。

上述內(nèi)容就是如何使用JMeter完成常用的壓力測試，你們學(xué)到知識或技能了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識儲備，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

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