Apache JMeter压力测试快速入门

引言

前文《Apache JMeter功能测试快速入门》中，我们在bin目录下点击jmeter.bat启动JMeter时，目光如炬的你一定注意到了命令行窗口中的如下提示：
Don't use GUI mode for load testing, only for Test creation and Test debugging !
For load testing, use NON GUI Mode:
   jmeter -n -t [jmx file] -l [results file] -e -o [Path to output folder]
& adapt Java Heap to your test requirements:
   Modify HEAP="-Xms512m -Xmx512m" in the JMeter batch file

这段提示文字直译过来就是：
不要使用GUI模式进行负载测试，仅用于测试创建和测试调试！
对于负载测试，使用NON GUI模式：
jmeter -n -t [jmx文件] -l [结果文件] -e -o [输出文件夹的路径]
并根据您的测试需求调整Java堆：
在JMeter批处理文件中修改HEAP="-Xms512m -Xmx512m"

以此为指导思想，本回要讲述的主要内容便是JMeter压力测试的几个环节：
(1) 创建用于性能测试的测试计划
(2) 在GUI模式下运行测试计划
(3) 在NON GUI模式(命令行模式)运行测试计划

开始压力测试前，我们先来了解下相关的术语。

术语定义

并发用户数

并发用户数，指系统中同时进行业务操作的用户数，在性能测试工具中，一般通过开启多线程模拟虚拟用户。

TPS

TPS(Transaction Per Second), 即每秒事务数, 是衡量系统性能的一个非常重要的指标。

APDEX

APDEX (Application Performance Index)，即性能指数，是用户对应用性能满意度的量化值。它提供了一个统一的测量和报告用户体验的方法，把最终用户的体验和应用性能作为一个完整的指标进行统一度量。
基于“响应性”，APDEX定义了3个用户满意度区间( OneAPM默认定义的T值为0.5秒):
S（满意 ）：这样的响应时间让用户感到很愉快，响应时间少于T
T（容忍 ）：慢了一点，但还可以接受，继续这一应用过程，响应时间T～4T(JMeter中为3T)
F（失望 ）：太慢了，受不了了，用户决定放弃这个应用，响应时间超过4T(JMeter中为3T)

测试说明

测试环境：Win 10/Ubuntu 16.04 + JDK 1.8 +Apache JMeter 3.2
测试脚本：下载测试脚本demo_lt.jmx；或拷贝附录中的脚本代码，另存为demo_lt.jmx
注:
(1) 本测试脚本在前文《Apache JMeter功能测试快速入门》基础上略作修改。
(2) 在Windows下执行JMeter，当并发线程数设置较高时，会产生Address already in use的异常。推荐在Linux下以命令行模式执行测试脚本进行压力测试。
     为简单起见，本示例仍在Win 10下运行。

脚本配置

在Windows下打开apache-jmeter-3.2，双击bin子目录下的jmeter.bat(注意要有JAVA_HOME环境变量)，打开demo_lt.jmx。

主要配置有：
(1) 线程组设置

图1 线程组设置

线程属性解释如下：
线程数 : 一个线程模拟一个用户 ，50个线程就是模拟50个用户。
Ramp-Up Period: 设置线程需要多长时间全部启动。如果线程数为50，准备时长为5，那么需要平均每秒钟启动10个线程。
循环次数 : 每个线程每个Sampler请求执行的次数 。如果勾选了“永远”，那么所有线程会一直发送请求，直到选择停止运行。

(2) 定时器设置

图2 定时器设置

定时器在每个 Sampler（取样器）之前执行，我们此处设置的是高斯随机定时器，每个线程在请求前按随机时间停顿，上图表示暂停时间分布在300到500毫秒之间。
注：
因为现实中连续两次操作是有时间间隔的，此处设置定时器是为了模拟人连续操作的思考时间。

GUI模式运行

点击工具栏中的启动按钮，或按Ctrl+R，运行测试计划。在导航栏点击“Aggregate Graph”，结果如下图所示。

图3. Aggregate Graph

Aggregate Graph主要字段说明如下：
Label： 定义的取样器名称
Samples： 表示这次测试中一共发出了多少个请求
Average： 请求的平均响应时间
Min: 请求的最小响应时间
Max: 请求的最大响应时间
Error%： 错误的请求的数量/请求的总数
Throughput：每秒完成的请求数
KB/Sec： 每秒从服务器端接收到的数据量

命令行运行

(1) 运行
打开命令行窗口，切换到JMeter的bin目录，执行如下命令：
jmeter.bat -n -t demo_lt.jmx -l demo_lt.jtl -e -o C:\lt
注:
此处指定结果文件为demo_lt.jmx，统计目录为C:\lt

(2) 查看运行结果
运行JMeter，在导航栏中点击“ 查看结果树”，主界面中点击“浏览”，选择生成的结果文件demo_lt.jtl，效果如下图所示：

图4 查看结果树

(3) 查看统计结果
打开目录C:\lt，点击该目录下的index.html，可以看到详细的统计结果。下面两张图分别截取了性能指标和综合统计信息部分。

图5 性能指标

图6 综合统计信息

附录

A.1 demo_lt.jmx

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<jmeterTestPlan version="1.2" properties="3.2" jmeter="3.2 r1790748">
  <hashTree>
    <TestPlan guiclass="TestPlanGui" testclass="TestPlan" testname="测试计划" enabled="true">
      <stringProp name="TestPlan.comments">demo by weichen</stringProp>
      <boolProp name="TestPlan.functional_mode">false</boolProp>
      <boolProp name="TestPlan.serialize_threadgroups">false</boolProp>
      <elementProp name="TestPlan.user_defined_variables" elementType="Arguments" guiclass="ArgumentsPanel" testclass="Arguments" testname="用户定义的变量" enabled="true">
        <collectionProp name="Arguments.arguments"/>
      </elementProp>
      <stringProp name="TestPlan.user_define_classpath"></stringProp>
    </TestPlan>
    <hashTree>
      <SetupThreadGroup guiclass="SetupThreadGroupGui" testclass="SetupThreadGroup" testname="线程组" enabled="true">
        <stringProp name="ThreadGroup.on_sample_error">continue</stringProp>
        <elementProp name="ThreadGroup.main_controller" elementType="LoopController" guiclass="LoopControlPanel" testclass="LoopController" testname="循环控制器" enabled="true">
          <boolProp name="LoopController.continue_forever">false</boolProp>
          <stringProp name="LoopController.loops">10</stringProp>
        </elementProp>
        <stringProp name="ThreadGroup.num_threads">50</stringProp>
        <stringProp name="ThreadGroup.ramp_time">5</stringProp>
        <longProp name="ThreadGroup.start_time">1501545600000</longProp>
        <longProp name="ThreadGroup.end_time">1501545600000</longProp>
        <boolProp name="ThreadGroup.scheduler">false</boolProp>
        <stringProp name="ThreadGroup.duration"></stringProp>
        <stringProp name="ThreadGroup.delay"></stringProp>
        <stringProp name="TestPlan.comments">mu mu</stringProp>
      </SetupThreadGroup>
      <hashTree>
        <CookieManager guiclass="CookiePanel" testclass="CookieManager" testname="HTTP Cookie 管理器" enabled="true">
          <collectionProp name="CookieManager.cookies"/>
          <boolProp name="CookieManager.clearEachIteration">false</boolProp>
          <stringProp name="CookieManager.policy">rfc2109</stringProp>
          <stringProp name="CookieManager.implementation">org.apache.jmeter.protocol.http.control.HC4CookieHandler</stringProp>
        </CookieManager>
        <hashTree/>
        <HeaderManager guiclass="HeaderPanel" testclass="HeaderManager" testname="HTTP信息头管理器" enabled="true">
          <collectionProp name="HeaderManager.headers">
            <elementProp name="" elementType="Header">
              <stringProp name="Header.name">apikey</stringProp>
              <stringProp name="Header.value">89db1e77a8b94c4017f551c28082eb86</stringProp>
            </elementProp>
          </collectionProp>
        </HeaderManager>
        <hashTree/>
        <Arguments guiclass="ArgumentsPanel" testclass="Arguments" testname="用户定义的变量" enabled="true">
          <collectionProp name="Arguments.arguments">
            <elementProp name="server" elementType="Argument">
              <stringProp name="Argument.name">server</stringProp>
              <stringProp name="Argument.value">heweather</stringProp>
              <stringProp name="Argument.metadata">=</stringProp>
            </elementProp>
          </collectionProp>
        </Arguments>
        <hashTree/>
        <ConfigTestElement guiclass="HttpDefaultsGui" testclass="ConfigTestElement" testname="服务器" enabled="true">
          <elementProp name="HTTPsampler.Arguments" elementType="Arguments" guiclass="HTTPArgumentsPanel" testclass="Arguments" testname="用户定义的变量" enabled="true">
            <collectionProp name="Arguments.arguments"/>
          </elementProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.domain">apis.baidu.com</stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.port"></stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.protocol">http</stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.contentEncoding"></stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.path"></stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.concurrentPool">4</stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.implementation">HttpClient4</stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.connect_timeout"></stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.response_timeout"></stringProp>
        </ConfigTestElement>
        <hashTree/>
        <ConfigTestElement guiclass="HttpDefaultsGui" testclass="ConfigTestElement" testname="服务器(测试环境)" enabled="false">
          <elementProp name="HTTPsampler.Arguments" elementType="Arguments" guiclass="HTTPArgumentsPanel" testclass="Arguments" testname="用户定义的变量" enabled="true">
            <collectionProp name="Arguments.arguments"/>
          </elementProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.domain">apis.baidu.com</stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.port"></stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.protocol">http</stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.contentEncoding"></stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.path"></stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.concurrentPool">4</stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.implementation">HttpClient4</stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.connect_timeout"></stringProp>
          <stringProp name="HTTPSampler.response_timeout"></stringProp>
        </ConfigTestElement>
        <hashTree/>
        <ResponseAssertion guiclass="AssertionGui" testclass="ResponseAssertion" testname="响应断言" enabled="true">
          <collectionProp name="Asserion.test_strings">
            <stringProp name="49586">200</stringProp>
          </collectionProp>
          <stringProp name="Assertion.test_field">Assertion.response_code</stringProp>
          <boolProp name="Assertion.assume_success">false</boolProp>
          <intProp name="Assertion.test_type">8</intProp>
        </ResponseAssertion>
        <hashTree/>
        <GaussianRandomTimer guiclass="GaussianRandomTimerGui" testclass="GaussianRandomTimer" testname="高斯随机定时器" enabled="true">
          <stringProp name="ConstantTimer.delay">500</stringProp>
          <stringProp name="RandomTimer.range">300.0</stringProp>
        </GaussianRandomTimer>
        <hashTree/>
        <GenericController guiclass="LogicControllerGui" testclass="GenericController" testname="百度APIStore天气预报接口" enabled="true"/>
        <hashTree>
          <HTTPSamplerProxy guiclass="HttpTestSampleGui" testclass="HTTPSamplerProxy" testname="国内景点天气预报" enabled="true">
            <elementProp name="HTTPsampler.Arguments" elementType="Arguments" guiclass="HTTPArgumentsPanel" testclass="Arguments" testname="用户定义的变量" enabled="true">
              <collectionProp name="Arguments.arguments">
                <elementProp name="cityid" elementType="HTTPArgument">
                  <boolProp name="HTTPArgument.always_encode">false</boolProp>
                  <stringProp name="Argument.value">CN10101010018A</stringProp>
                  <stringProp name="Argument.metadata">=</stringProp>
                  <boolProp name="HTTPArgument.use_equals">true</boolProp>
                  <stringProp name="Argument.name">cityid</stringProp>
                </elementProp>
              </collectionProp>
            </elementProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.domain"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.port"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.protocol"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.contentEncoding"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.path">${server}/pro/attractions</stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.method">GET</stringProp>
            <boolProp name="HTTPSampler.follow_redirects">true</boolProp>
            <boolProp name="HTTPSampler.auto_redirects">false</boolProp>
            <boolProp name="HTTPSampler.use_keepalive">true</boolProp>
            <boolProp name="HTTPSampler.DO_MULTIPART_POST">false</boolProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.embedded_url_re"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.connect_timeout"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.response_timeout"></stringProp>
          </HTTPSamplerProxy>
          <hashTree/>
          <HTTPSamplerProxy guiclass="HttpTestSampleGui" testclass="HTTPSamplerProxy" testname="城市天气高级数据" enabled="true">
            <elementProp name="HTTPsampler.Arguments" elementType="Arguments" guiclass="HTTPArgumentsPanel" testclass="Arguments" testname="用户定义的变量" enabled="true">
              <collectionProp name="Arguments.arguments">
                <elementProp name="city" elementType="HTTPArgument">
                  <boolProp name="HTTPArgument.always_encode">false</boolProp>
                  <stringProp name="Argument.value">苏州</stringProp>
                  <stringProp name="Argument.metadata">=</stringProp>
                  <boolProp name="HTTPArgument.use_equals">true</boolProp>
                  <stringProp name="Argument.name">city</stringProp>
                </elementProp>
              </collectionProp>
            </elementProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.domain"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.port"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.protocol"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.contentEncoding"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.path">${server}/pro/weather</stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.method">GET</stringProp>
            <boolProp name="HTTPSampler.follow_redirects">true</boolProp>
            <boolProp name="HTTPSampler.auto_redirects">false</boolProp>
            <boolProp name="HTTPSampler.use_keepalive">true</boolProp>
            <boolProp name="HTTPSampler.DO_MULTIPART_POST">false</boolProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.embedded_url_re"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.connect_timeout"></stringProp>
            <stringProp name="HTTPSampler.response_timeout"></stringProp>
          </HTTPSamplerProxy>
          <hashTree/>
        </hashTree>
        <ResultCollector guiclass="ViewResultsFullVisualizer" testclass="ResultCollector" testname="察看结果树" enabled="true">
          <boolProp name="ResultCollector.error_logging">false</boolProp>
          <objProp>
            <name>saveConfig</name>
            <value class="SampleSaveConfiguration">
              <time>true</time>
              <latency>true</latency>
              <timestamp>true</timestamp>
              <success>true</success>
              <label>true</label>
              <code>true</code>
              <message>true</message>
              <threadName>true</threadName>
              <dataType>true</dataType>
              <encoding>false</encoding>
              <assertions>true</assertions>
              <subresults>true</subresults>
              <responseData>false</responseData>
              <samplerData>false</samplerData>
              <xml>false</xml>
              <fieldNames>false</fieldNames>
              <responseHeaders>false</responseHeaders>
              <requestHeaders>false</requestHeaders>
              <responseDataOnError>false</responseDataOnError>
              <saveAssertionResultsFailureMessage>false</saveAssertionResultsFailureMessage>
              <assertionsResultsToSave>0</assertionsResultsToSave>
              <bytes>true</bytes>
              <threadCounts>true</threadCounts>
            </value>
          </objProp>
          <stringProp name="filename"></stringProp>
        </ResultCollector>
        <hashTree/>
        <ResultCollector guiclass="StatGraphVisualizer" testclass="ResultCollector" testname="Aggregate Graph" enabled="true">
          <boolProp name="ResultCollector.error_logging">false</boolProp>
          <objProp>
            <name>saveConfig</name>
            <value class="SampleSaveConfiguration">
              <time>true</time>
              <latency>true</latency>
              <timestamp>true</timestamp>
              <success>true</success>
              <label>true</label>
              <code>true</code>
              <message>true</message>
              <threadName>true</threadName>
              <dataType>true</dataType>
              <encoding>false</encoding>
              <assertions>true</assertions>
              <subresults>true</subresults>
              <responseData>false</responseData>
              <samplerData>false</samplerData>
              <xml>false</xml>
              <fieldNames>false</fieldNames>
              <responseHeaders>false</responseHeaders>
              <requestHeaders>false</requestHeaders>
              <responseDataOnError>false</responseDataOnError>
              <saveAssertionResultsFailureMessage>false</saveAssertionResultsFailureMessage>
              <assertionsResultsToSave>0</assertionsResultsToSave>
              <bytes>true</bytes>
              <threadCounts>true</threadCounts>
            </value>
          </objProp>
          <stringProp name="filename"></stringProp>
        </ResultCollector>
        <hashTree/>
      </hashTree>
    </hashTree>
    <WorkBench guiclass="WorkBenchGui" testclass="WorkBench" testname="工作台" enabled="true">
      <boolProp name="WorkBench.save">true</boolProp>
    </WorkBench>
    <hashTree/>
  </hashTree>
</jmeterTestPlan>