系统吞吐量（TPS）、用户并发量、性能测试概念和公式

 

B2B的TPS和PV之间的关系不同的系统不同的应用场景比例变化比较大，粗略估计在1 : 8个小时左右的关系（09年对offerdetail的流量分析数据）。旺铺和offerdetail这两个比例相差很大，可能是因为爬虫暂的比例较高的原因导致。

 

在淘宝环境下，假设我们压力测试出的TPS为100，那么这个系统的日吞吐量=100*11*3600=396万

 

这个是在简单（单一url）的情况下，有些页面，一个页面有多个request，系统的实际吞吐量还要小

 

无论有无思考时间（T_think），测试所得的TPS值和并发虚拟用户数(U_concurrent)、Loadrunner读取的交易响应时间（T_response）之间有以下关系（稳定运行情况下）：

TPS=U_concurrent / (T_response+T_think)

 

并发数、QPS、平均响应时间三者之间关系

 

 

一、软件性能的关注点

 

对一个软件做性能测试时需要关注那些性能呢？

 

我们想想在软件设计、部署、使用、维护中一共有哪些角色的参与，然后再考虑这些角色各自关注的性能点是什么，作为一个软件性能测试工程师，我们又该关注什么？

 

首先，开发软件的目的是为了让用户使用，我们先站在用户的角度分析一下，用户需要关注哪些性能。

 

对于用户来说，当点击一个按钮、链接或发出一条指令开始，到系统把结果以用户感知的形式展现出来为止，这个过程所消耗的时间是用户对这个软件性能的直观印象。也就是我们所说的响应时间，当相应时间较小时，用户体验是很好的，当然用户体验的响应时间包括个人主观因素和客观响应时间，在设计软件时，我们就需要考虑到如何更好地结合这两部分达到用户最佳的体验。如：用户在大数据量查询时，我们可以将先提取出来的数据展示给用户，在用户看的过程中继续进行数据检索，这时用户并不知道我们后台在做什么。

 

用户关注的是用户操作的相应时间。

 

其次，我们站在管理员的角度考虑需要关注的性能点

 

1、 响应时间

2、 服务器资源使用情况是否合理

3、 应用服务器和数据库资源使用是否合理

4、 系统能否实现扩展

5、 系统最多支持多少用户访问、系统最大业务处理量是多少

6、 系统性能可能存在的瓶颈在哪里

7、 更换那些设备可以提高性能

8、 系统能否支持7×24小时的业务访问

 

再次，站在开发（设计）人员角度去考虑

 

1、 架构设计是否合理

 

2、 数据库设计是否合理

3、 代码是否存在性能方面的问题

4、 系统中是否有不合理的内存使用方式

5、 系统中是否存在不合理的线程同步方式

6、 系统中是否存在不合理的资源竞争

 

那么站在性能测试工程师的角度，我们要关注什么呢？

 

一句话，我们要关注以上所有的性能点

 

二、软件性能的几个主要术语

 

1、响应时间：对请求作出响应所需要的时间

 

网络传输时间：N1+N2+N3+N4

 

应用服务器处理时间：A1+A3

 

数据库服务器处理时间：A2

 

响应时间=N1+N2+N3+N4+A1+A3+A2

 

2、并发用户数的计算公式

 

系统用户数：系统额定的用户数量，如一个OA系统，可能使用该系统的用户总数是5000个，那么这个数量，就是系统用户数

 

同时在线用户数：在一定的时间范围内，最大的同时在线用户数量

同时在线用户数=每秒请求数RPS（吞吐量）+并发连接数+平均用户思考时间

 

平均并发用户数的计算：C=nL / T

 

其中C是平均的并发用户数，n是平均每天访问用户数（login session），L是一天内用户从登录到退出的平均时间（login session的平均时间），T是考察时间长度（一天内多长时间有用户使用系统）

 

并发用户数峰值计算：C^约等于C + 3*根号C

 

其中C^是并发用户峰值，C是平均并发用户数，该公式遵循泊松分布理论

 

3、吞吐量的计算公式

 

指单位时间内系统处理用户的请求数

 

从业务角度看，吞吐量可以用：请求数/秒、页面数/秒、人数/天或处理业务数/小时

等单位来衡量

 

从网络角度看，吞吐量可以用：字节/秒来衡量

 

对于交互式应用来说，吞吐量指标反映的是服务器承受的压力，他能够说明系统的负载能力

 

以不同方式表达的吞吐量可以说明不同层次的问题，例如，以字节数/秒方式可以表示数要受网络基础设施、服务器架构、应用服务器制约等方面的瓶颈；已请求数/秒的方式表示主要是受应用服务器和应用代码的制约体现出的瓶颈。

 

当没有遇到性能瓶颈的时候，吞吐量与虚拟用户数之间存在一定的联系，可以采用以下公式计算：F=VU * R / T

 

其中F为吞吐量，VU表示虚拟用户个数，R表示每个虚拟用户发出的请求数，T表示性能测试所用的时间

 

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，如使用内存数、进程时间，在性能测试中发挥着“监控和分析”的作用，尤其是在分析统统可扩展性、进行新能瓶颈定位时有着非常关键的作用。

 

资源利用率：指系统各种资源的使用情况，如cpu占用率为68%，内存占用率为55%，一般使用“资源实际使用/总的资源可用量”形成资源利用率。

 

5、思考时间的计算公式

 

Think Time，从业务角度来看，这个时间指用户进行操作时每个请求之间的时间间隔，而在做新能测试时，为了模拟这样的时间间隔，引入了思考时间这个概念，来更加真实的模拟用户的操作。

 

在吞吐量这个公式中F=VU * R / T说明吞吐量F是VU数量、每个用户发出的请求数R和时间T的函数，而其中的R又可以用时间T和用户思考时间TS来计算：R = T / TS

下面给出一个计算思考时间的一般步骤：

 

A、首先计算出系统的并发用户数

 

C=nL / T F=R×C

 

B、统计出系统平均的吞吐量

 

F=VU * R / T R×C = VU * R / T

 

C、统计出平均每个用户发出的请求数量

 

R=u*C*T/VU

 

D、根据公式计算出思考时间

 

TS=T/R

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