全网最全压测指南!教你如何测试和优化系统极限性能

本文涉及的产品
性能测试 PTS,5000VUM额度
简介: 大家好,我是小米。本文将介绍如何在实际项目中进行性能压测和优化,包括单台服务器和集群压测、使用JMeter、监控CPU和内存使用率、优化Tomcat和数据库配置等方面的内容,帮助你在高并发场景下提升系统性能。希望这些实战经验能助你一臂之力!

大家好!我是小米,今天和大家聊聊如何在实际项目中进行性能压测,以及如何一步步优化系统性能,争取在关键时刻让系统跑得飞快,稳定抗压!我们会从压测单台服务器的瓶颈、集群压测思路、使用jmeter、关注CPU和内存使用率,到微调Tomcat和数据库等方面展开探讨,希望大家在实战中遇到的性能问题都能迎刃而解。

压测思路:从单台服务器瓶颈到集群压测

在大规模应用上线之前,我们首先需要清楚单台服务器的承压能力,然后才能决定是否需要集群,或者集群的规模。

  • 单台压测:单台压测的目标是找到服务器的极限。当CPU使用率稳定在95%以上时,基本可以认为已经接近单台服务器的极限。为了确定这一点,我们可以使用压测工具,比如JMeter,模拟高并发请求,压测一个关键接口,直到CPU接近饱和。如果瓶颈出现在某个数据库查询或其他服务的调用中,也可以适当增加缓存或调整调用频率。
  • 集群压测:在得到单台服务器的极限数据后,我们可以大致估算所需的服务器数量。然后在集群环境下重新进行压测,观察分布式情况下的负载均衡和响应时间,确保在多台服务器下依旧可以保持平稳的性能。

实战经验小贴士:

  • 单台瓶颈压测中,CPU使用率、内存占用以及网络带宽都是需要重点关注的指标。
  • 使用容器化部署(如Docker)时,注意容器的资源限制,避免容器内资源不足而影响性能。

使用 Althas 监控 CPU 使用率和方法优化

在压测过程中,我们需要实时关注服务器的状态。而Althas是个非常不错的工具,可以帮我们在压测时实时追踪系统资源使用情况。

  • Althas Dashboard:在Althas的Dashboard命令中,我们可以直观地看到服务器的CPU使用率、内存占用、网络流量等。特别是在高并发压测中,CPU的使用率非常关键,当稳定在90%以上时,基本上服务器已经接近极限。
  • Althas Trace:有时我们需要更细致地排查瓶颈所在,通过Althas的Trace命令,可以追踪到具体方法的调用情况。通过分析Trace结果,我们可以优化频繁调用的性能瓶颈方法,减少方法调用栈的层数,从而提升整体性能。

小贴士:

  • Althas的Trace命令会消耗一定资源,建议在负载较低的时间段或测试环境中使用,以避免影响生产环境。

Skywalking 追踪接口调用链路

接口链路追踪工具Skywalking是我们优化分布式系统性能的好帮手。它能记录请求在各个节点中的流转过程,通过可视化的链路追踪帮助我们优化长链路请求,找出性能瓶颈。

  • 关注链路各节点耗时:Skywalking可以清晰显示接口调用链路的各个节点,并详细标注每个节点的耗时。如果在压测时发现某个节点的响应时间显著高于其他节点,则表明该节点可能是影响整体性能的关键点。

  • 定位高耗时服务并优化:比如发现数据库查询耗时较长,可以尝试在数据库层增加索引,或者考虑通过缓存减少数据库的压力。Skywalking不仅帮助我们定位高耗时节点,还能帮助评估优化措施是否有效。

在测试环境中使用 JMeter 进行压测

压测工具JMeter是进行性能测试的主流选择,通过创建并发场景来模拟真实用户请求,帮助我们分析系统的响应情况。JMeter的基本步骤如下:

  • 设置请求参数:首先设置好接口的请求参数,包括请求URL、方法(GET/POST)等,创建并发请求。

  • 逐步增加并发量:为了找到系统的最大承受并发量,我们可以逐步增加并发量,直至系统响应时间显著增加或出现错误。此时,就可以认为达到了系统的负载极限。

  • 输出测试报告:JMeter支持生成详细的测试报告,包括响应时间、成功率、错误情况等。可以在压测结束后将这些数据导出,生成图表,帮助更直观地分析系统的表现。

通过 Grafana 实时监控 CPU 和内存使用率

Grafana是可视化监控工具,结合Prometheus可以实现对系统资源的实时监控。在高并发压测时,我们可以通过Grafana实时查看CPU和内存的使用情况,评估系统资源的占用率。

  • CPU监控:监控系统整体CPU的使用情况,当达到95%以上时,可以认为系统接近了最大承载能力。

  • 内存监控:随着并发请求的增加,内存占用也会随之上升,关注内存的实时变化,确保没有出现内存泄露等问题。

Tomcat优化参数

Tomcat的默认配置通常适用于开发测试环境,但在生产环境中,尤其是高并发场景下,我们可以通过一些参数调整来提升其性能。

  • server.tomcat.threads.min-spare:指定Tomcat在空闲时保持的最小线程数,当请求量增加时,可以避免频繁地创建和销毁线程。
  • server.tomcat.threads.max:最大线程数,可以支持更高的并发。
  • server.tomcat.accept-count:指定Tomcat在达到最大连接数时的等待队列长度,当并发请求超过时,可以有更多请求排队等待。
  • server.tomcat.max-connections:设置最大连接数,可以根据服务器性能适当调整。

数据库优化参数

数据库的连接池配置对高并发场景的性能影响非常大。我们可以通过以下几个关键参数,调优数据库连接池的表现。

  • 最小连接数 spring.datasource.hikari.minimum-idle:保证一定数量的空闲连接,减少创建连接的开销。
  • 最大连接数 spring.datasource.hikari.maximum-pool-size:控制最大并发量,避免数据库连接过多导致的瓶颈。
  • 连接超时时长 spring.datasource.hikari.idle-timeout:设置连接闲置时间,可以回收多余的空闲连接。
  • 连接生命周期 spring.datasource.hikari.max-lifetime:设定连接的最大生命周期,以防止无效连接长时间占用资源。
  • 等待时长 spring.datasource.hikari.connection-timeout:设置获取连接的超时时间,当等待时间过长时抛出异常,防止因连接池耗尽导致的长时间等待。

个人优化经验分享

最后,我来分享一些自己的优化小技巧,在压测和性能优化中,以下经验非常实用:

  • 减少方法圈复杂度,去掉无用调用:在代码设计中,减少嵌套和冗余调用,让代码逻辑更清晰。

  • 减少Redis无用命令调用:有些时候会出现不必要的Redis查询操作,这类操作一旦被高频调用,会拖慢系统性能,因此需要定期排查无用命令。

  • 增加JVM缓存:尽量使用本地缓存减少数据库的压力,比如热点数据可以放到JVM缓存中,这样可以大大缩短响应时间。

END

以上就是今天分享的关于压测和性能优化的实战经验。希望这篇文章能给你们的系统优化带来帮助,掌握这些技巧后,大家的系统一定可以跑得更稳更快!有什么问题可以随时留言哦!

我是小米,一个喜欢分享技术的29岁程序员。如果你喜欢我的文章,欢迎关注我的微信公众号软件求生,获取更多技术干货!

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