JMeter工作原理

概要:向服务器提交请求;从服务器取回请求返回的结果。JMeter是浏览器与web服务器之间的代理网关,模拟在服务器、网络或者其他对象上附加高负载以测试他们提供服务的受压能力,或者分析他们提供的服务在不同负载条件下的总性能情况。

基本原理:建立一个线程池,多线程运行取样器产生大量负载,在运行过程中通过断言来验证结果的正确性,可以通过监听来记录测试结果。

测试范围:JMeter可以用于测试静态或者动态资源的性能(文件、Servlets、Perl脚本、java对象、数据库和查询、ftp服务器或者其他的资源)

测试结果:可以用JMeter图形化界面分析性能指标或者在高负载情况下测试服务器/脚本/对象的行为。

前置处理器:取样器中有参数化需求

后置处理器:取样器中有关联需求

负载场景:比如模拟多少用户,运动多长时间,可以通过线程组完成

并发场景:定时器

控制器:控制业务的执行逻辑

指标

线程组:线程数,RAMP-UP、循环次数、调度器(持续时间、启动延迟)

Constant Throughput Timer:吞吐量定时器

聚合报告:samples、average、median、90%line、95%line


Label:说明是请求类型,如Http,FTP等请求。

#Samples:也就是图形报表中的样本数目,总共发送到服务器的样本数目。

Average:也就是图形报表中的平均值,是总运行时间除以发送到服务器的请求数。

Median:也就是图形报表中的中间值,是代表时间的数字,有一半的服务器响应时间低于该值而另一半高于该值。

90%line:是指90%请求的响应时间比所得数值还要小。

Min:服务器响应的最短时间。

Max:服务器响应的最长时间。

Error%:请求的错误百分比。

Throughput:也就是图形报表中的吞吐量,这里是服务器每单位时间处理的请求数,注意查看是秒或是分钟。

KB/sec:是每秒钟请求的字节数。

图形结果具体各项指标及意义说明如下:

样本数目:总共发送到服务器的请求数。

最新样本:代表时间的数字,是服务器响应最后一个请求的时间。

吞吐量:服务器每分钟处理的请求数。

平均值:总运行时间除以发送到服务器的请求数。

中间值:代表时间的数字,有一半的服务器响应时间低于该值而另一半高于该值。

偏离:表示服务器响应时间变化、离散程度测量值的大小,或者,换句话说,就是数据的分布。

1、JMeter的体系结构

JMeter的结构图如下所示。这是一个三维空间,三维坐标轴分别是X、Y、Z。这张图来源于网络,在很多讲JMeter原理的文章中都可以看到,但是理解起来比较抽象,很难简单明了地看懂,我在此尝试描述一下。

X维度实际上是描述的是不同的组件,这些组件是独立的个体,我们依靠这些组件完成性能测试中负载的模拟,这些组件分别是:

X1 采样器(Sampler):采样器用来向服务器发送HTTP请求(Request),并接受服务器的响应数据(Response);JMete的采样器有很多种元件(采样器称为组件,其中的具体一种采样器如HTTP采样器称为元件),基本涵盖了常见的协议,如HTTP、FTP、JAVA、JMS、LDAP、MAIL、MongoDB、SMTP、SOAP、TCP、JUnit等;

X1 断言(Assertions):断言用来验证结果是否正确,即判断请求是否成功、返回数据是否符合要求等,通过预设的结果和实际返回的结果进行比较,匹配到了就说明断言成功,JMeter的断言组件也有多种元件,如响应断言、XML断言、BeanShell断言;

-X1 监听器(Listener):监听器用来收集测试结果,监听器有两个任务,即添加结果监听和展示结果,监听器组件也有多种元件;

采样器+断言+监听器,组合在一起就可以完成发送请求、验证结果、记录结果这样的工作;

X2 前置处理器(Pre Processors):前置处理器用来完成请求发送前的一些环境或者参数的准备工作,比如操作数据库前需要建立一个数据库连接;

X2 配置原件(Config Element):配置原件用来为采样器提供预备数据,比如做参数化,生成动态数据,或从文件中读取测试数据等;

X2 后置处理器(Post Processors):后置处理器用来处理服务器响应中的数据,比如获取登录后的session_id,后置处理器一般放在采样器之后;

前置处理器+配置元件+后置处理器,都是为采样器提供数据支持的,而采样器关注的是业务逻辑。

X3 控制器(Logic Controller):控制器用来控制采样器的执行逻辑,如执行顺序、执行次数等,各种控制器组合在一起,也能完成各种奇葩等需求;

X4 定时器(Timer):定时器用来完成集合的功能, 比如为了足够真实地模拟用户负载,会需要模拟这些请求在同一时刻发送,定时器也有很多种类的元件;

X5 线程组(Threads):线程组用来模拟大量用户负载的情况,可以设置运行的线程数(一个线程一个用户)、运行时长、定时运行等;

Y维度实际上是对性能测试进行了一个划分,Y1是负责模拟用户请求的部分,Y2是负责验证结果正确的部分,因为这两部分同时需要线程组,所以是相交的。

Z维度只有一个监听器(Listener),监听器用来负责结果的收集,监听器不仅可以放在线程组之内,也可以放在线程组之外,所以监听器与它们是相交的。

上述的这些组件是JMeter的主要组成部分,除此之外,还有其他的一些组件,比如Test Fragment,这是一个辅助的组件,在此节点下可以放置任何JMeter测试元件,但它一般不会被运行,它的作用主要有两个:在脚本开发过程中备份元件、利用Test Fragment来模块化请求,供模块控制器调用。

2、JMeter运行原理

JMeter是以线程的方式运行的,通过线程组来驱动多线程运行测试脚本,对被测服务器发起负载,每一个负载机上都可以运行多个线程组。

JMeter的场景运行,基于操作方式,可以分为两种:

GUI:图形用户界面运行模式,可视化,更加直观,使用鼠标操作,方便实时查看运行状态,如测试结果、运行线程数等;

非GUI:命令行模式,对负载机的资源消耗更小,GUI模式会影响负载量的生成,比如非GUI模式100个线程可以产生100TPS的负载,而GUI模式只能产生80TPS的负载;

所以每次启动JMeter的时候,你都会看到这个提示“Don't use GUI mode for load testing !”。

基于运行架构,也可以分为两种,即(本地化运行或称单机运行)、远程运行,不论是GUI模式还是非GUI模式,都支持本地运行与远程运行。

本地运行:只运行一台JMeter机器,所有的请求从一台机器发出;

远程运行:一台JMeter控制机(Master)控制远程的多台机器(Slave)来产生负载;

负载机:向被测服务器发起负载请求的机器,与其他支持远程运行的测试工具一样,负载机受控制机管理时首先启动一个客户端Agent程序,控制机才可以接管负载机;

控制机:控制机也是一台负载机,只不过是多台负载机中被选中作为管理机的那台机器,所以控制机也可以参与脚本的运行,同时担负着管理和指挥远程的负载机运行的任务,并且收集远程的负载机的测试结果;

远程运行的逻辑是:

远程机首先启动Agent程序(运行jmeter-server.bat);

控制机连接上远程负载机(修改配置文件,会自动探测并连接);

控制机发送指令(脚本及启动命令)启动线程(参数化文件或依赖包需要手工拷贝到远程负载机);

负载机运行脚本,回传状态(包括测试结果);

控制机收集结果并显示;

3、JMeter测试计划的要素

JMeter中一个脚本,就是一个测试计划,也是一个管理单元。JMeter的请求模拟、并发数(即设置的线程数,一个线程代表一个虚拟用户)的设置都在脚本文件中一起设置。

LoadRunner中,脚本与虚拟用户的设置是分开的。

要素一:脚本中的测试计划只能有一个

要素二:测试计划中至少要有一个线程组

要素三:至少要有一个采样器

要素四:至少要有一个监听器

至于JMeter中的其他元件,都是为这些要素服务的。

4、JMeter的工作目录

学习完JMeter的基础原理后,我们再来看下JMeter的工作目录,更好地了解JMeter。JMeter的工作目录下主要有以下的文件夹/文件:

bin:放置各项配置文件(如日志设置、JVM设置)、启动文件、启动Jar包、示例脚本等;

docs:放置JMeter API的离线帮助文档;

extras:JMeter辅助功能,提供与Ant、Jenkins提成的可能性,用来构建性能测试自动化框架;

lib:JMeter组件以Jar包的形式放置在lib/ext目录下,如果要扩展JMeter组件,Jar包就放在此目录下,JMeter启动时会加载此目录下的Jar包;

printable_docs:放置JMeter的离线帮助文件,可用来学习JMeter;

5、小结

本篇文章框架性地介绍了JMeter的组成及运行原理,实际上与大多数的性能测试工具原理上是相似的,比较理论化,虽然这些理论比较枯燥,但这是后续学习JMeter的一个基础,有了理论,才能更好地实践。

JMeter的运行逻辑主要是:

采样器模拟用户请求;可使用前置管理器做环境及数据的准备;可使用后置处理器做响应数据的处理;

控制运行:使用线程组来设置运行场景,利用逻辑控制器来控制业务(控制取样器);

收集结果:利用断言来验证测试结果,利用监听器来收集显示测试结果;

同时JMeter也支持远程运行,弥补单台机器负载不够的情况。


参考资料:https://blog.csdn.net/weixin_34072159/article/details/87594506

https://blog.csdn.net/alice_tl/article/details/80301700

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