2017-5-19&5-23/系统性能指标

Posted 2020-10-06 呦呦鹿鸣

1. 系统性能指标包括哪些？

业务指标、资源指标、中间件指标、数据库指标、前端指标、稳定性指标、批量处理指标、可扩展性指标、可靠性指标。

1）业务指标：主要包括并发用户数、响应时间、处理能力。

指标	定义	简称	标准
交易响应时间	指用户从客户端发起一个请求开始，到客户端接收到从服务器端返回的响应结束，整个过程所耗费的时间。	Response Time: RT	对于在线实时交易： 互联网企业：500毫秒以下，例如淘宝业务10毫秒左右。 金融企业：1秒以下为佳，部分复杂业务3秒以下。 保险企业：3秒以下为佳。 制造业：5秒以下为佳。 对于批量交易： 不同数据量结果是不一样的，大数据量的情况下，2小时内完成。
系统处理能力	指系统在利用系统硬件平台和软件平台进行信息处理的能力。 系统处理能力通过系统每秒钟能够处理的交易数量来评价，交易有两种理解：一是业务人员角度的一笔业务过程；二是系统角度的一次交易申请和响应过程。前者称为业务交易过程，后者称为事务。两种交易指标都可以评价应用系统的处理能力。一般建议与系统交易日志保持一致，以便于统计业务量或者交易量。	HPS（Hits Per Second） ：每秒点击次数，单位是次/秒。 TPS（Transaction per Second）：系统每秒处理交易数，单位是笔/秒。 QPS（Query per Second）：系统每秒处理查询次数，单位是次/秒。 对于互联网业务中，如果某些业务有且仅有一个请求连接，那么TPS=QPS=HPS。 一般情况下，用TPS来衡量整个业务流程，用QPS来衡量接口查询次数，用HPS来表示对服务器点击请求。	无论TPS、QPS、HPS,此指标是衡量系统处理能力非常重要的指标，越大越好。
并发用户数	指在同一时刻内，登录系统并进行业务操作的用户数量。在测试中，采用虚拟用户来模拟现实中用户进行业务操作。	Virtual User: VU	一般情况下，性能测试是将系统处理能力容量测出来，而不是测试并发用户数，除了服务器长连接可能影响并发用户数外，系统处理能力不受并发用户数影响，可以用最小的用户数将系统处理能力容量测试出来，也可以用更多的用户将系统处理能力容量测试出来。
错误率	指系统在负载情况下，失败交易的概率。 错误率＝(失败交易数/交易总数)*100%。 稳定性较好的系统，其错误率应该由超时引起，即为超时率。	Failure Ratio: FR	不同系统对错误率的要求不同，但一般不超出千分之六，即成功率不低于99.4%。

 

2）资源指标：CPU资源利用率、内存利用率、磁盘I/O、网络I/O、内核参数(信号量、打开文件数)等。

指标	定义	简称	标准
CPU	中央处理器是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。	Central Processing Unit：CPU	CPU指标主要指的CPU利用率，包括用户态(user)、系统态(sys)、等待态(wait)、空闲态(idle)。 CPU利用率要低于业界警戒值范围之内，即小于或者等于75%; CPU sys%小于或者等于30%,  CPU wait%小于或者等于5%。 CPU Load要小于CPU 核数。
内存	内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。	Memory就是内存的简称	现代的操作系统为了最大利用内存，在内存中存放了缓存，因此内存利用率100%并不代表内存有瓶颈，衡量系统内有有瓶颈主要靠SWAP（与虚拟内存交换）交换空间利用率，一般情况下，SWAP交换空间利用率要低于70%,太多的交换将会引起系统性能低下。
磁盘吞吐量	指在无磁盘故障的情况下单位时间内通过磁盘的数据量。	Disk Throughput	磁盘指标主要有每秒读写多少兆，磁盘繁忙率，磁盘队列数，平均服务时间，平均等待时间，空间利用率。其中磁盘繁忙率是直接反映磁盘是否有瓶颈的的重要依据，一般情况下，磁盘繁忙率要低于70%。
网络吞吐量	指在无网络故障的情况下单位时间内通过的网络的数据数量。单位为Byte/s。用于衡量系统对于网络设备或链路传输能力的需求。 当网络吞吐量指标接近网络设备或链路最大传输能力时，则需要考虑升级网络设备。	Network Throughput	网络吞吐量指标主要有每秒有多少兆流量进出，一般情况下不能超过设备或链路最大传输能力的70%。

内核参数主要包括信号量、进程、文件句柄，一般不要超过设置的参数值即可，具体如下:

二级指标	解释	单位
Maxuprc	限制每个用户的用户进程的最大数量	个
Max_thread_proc	定义每个进程允许的最大线程数量	个
Filecache_max	最大可用于cache file I/O的物理内存	字节
Ninode	内存中 HFS 文件系统打开 i 节点的最大数量	个
Nkthread	限制允许同时运行的线程数量	个
Nproc	限制允许同时运行的进程数量	个
Nstrpty	基于 STREAMS 的伪终端 (pts) 的最大数量	个
Maxdsiz	任何用户进程的数据段的最大大小（以字节为单位）	字节
maxdsiz_64bit	任何用户进程的数据段的最大大小（以字节为单位）	字节
maxfiles_lim	每个进程的文件描述符的最大数目硬限制	个
maxssiz_64bit	任何用户进程的堆栈的最大大小	字节
Maxtsiz	任一用户进程的文本段的最大大小	字节
nflocks	文件锁的最大数量	个
maxtsiz_64bit	任一用户进程的文本段的最大大小	字节
msgmni	系统级 System V IPC 消息队列 (ID) 所允许的最大数量	个
msgtql	系统中任意时间的最大 System V IPC 消息数	个
npty	BSD 伪终端 (pty) 的最大数量	个
nstrtel	指定内核可支持传入 telnet 会话的 telnet 设备文件的数量	个
nswapdev	可用于交换的设备的最大数量	个
nswapfs	可用于交换的文件系统的最大数量	个
semmni	System V IPC 系统级信号量标识符的数量	个
semmns	System V 系统级信号量的数量	个
shmmax	System V 共享内存段的最大大小	字节
shmmni	系统中 System V 共享内存段标识符的数量	个
shmseg	每个进程 System V 共享内存段的最大数量	个

 

3）中间件指标：常用的中间件例如Tomcat、Weblogic等指标主要包括JVM, ThreadPool, JDBC。

指标	二级指标	解释	单位
GC	GC频率	java虚拟机垃圾部分回收频率	每秒多少次
	Full GC频率	java虚拟机垃圾完全回收频率	每小时多少次
	Full GC平均时长	用于垃圾完全回收的平均时长	秒
	Full GC最大时长	用于垃圾完全回收的最大时长	秒
ThreadPool	Active Thread Count	活动的线程数	个
	Pending User Request	处于排队的用户请求个数	个
JDBC	JDBC Active Connection	JDBC活动连接数	个

标准

当前正在运行的线程数不能超过设定的最大值。一般情况下系统性能较好的情况下，线程数最小值设置50和最大值设置200比较合适。

当前运行的JDBC连接数不能超过设定的最大值。一般情况下系统性能较好的情况下，JDBC最小值设置50和最大值设置200比较合适。

GC频率不能频繁，特别是FULL GC更不能频繁，一般情况下系统性能较好的情况下，JVM最小堆大小和最大。

 

4）数据库指标：SQL、吞吐量、命中率、锁。

指标	二级指标	解释	单位
SQL	耗时	执行SQL耗时	微秒
吞吐量	QPS	每秒查询次数	个
	TPS	每秒事务次数	个
命中率	Key Buffer命中率	索引缓冲区命中率	百分之
	InnoDB Buffer命中率	InnoDB缓冲区命中率	百分之
	Query Cache命中率	查询缓存命中率	百分之
	Table Cache命中率	表缓存命中率	百分之
	Thread Cache命中率	线程缓存命中率	百分之

标准

SQL耗时越小越好，一般情况下微秒级别。

命中率越高越好，一般情况下不能低于95%。

锁等待次数越低越好，等待时间越短越好。

 

5）前端指标：页面加载时间、页面数量、网络时间（DNS，连接时间、传输时间等）。

指标	二级指标	解释	单位
页面展示	首次显示时间	在浏览器地址栏输入URL按回车到用户看到网页的第一个视觉标志为止	毫秒
	OnLoad事件时间	浏览器触发onLoad事件的时间，当原始文档和所有引用的内容完全下载后才会触发这个事件	毫秒
	完全载入的时间	所有onLoad javascript 处理程序执行完毕，所有动态的或延迟加载的内容都通过这些处理程序触发的时间	毫秒
页面数量	页面大小	整个页面大小	KB
	请求数量	从网站下载资源时所有网络请求的总数，尽量少	次
网络所花时间	DNS时间	DNS查找时间	毫秒
	连接时间	浏览器与Web服务器建立TCP/IP连接的时间	毫秒
	服务器时间	服务器处理时间	毫秒
	传输时间	内容传输所用时间	毫秒
	等待时间	等待某个资源释放的时间	毫秒

标准

页面要尽可能小及压缩。

页面展示和花费时间越短越好。

 

6）稳定性指标

最短稳定时间：系统按照最大容量的80%或标准压力（系统的预期日常压力）情况下运行，能够稳定运行的最短时间。 

一般来说，对于正常工作日（8小时）运行的系统，至少应该能保证系统稳定运行８小时以上。对于7*24运行的系统，至少应该能够保证系统稳定运行24小时以上。

标准

TPS曲线稳定，没有大幅度的波动。

各项资源指标没有泄露或异常情况。

 

7）批量处理指标：指批量处理程序单位时间内处理的数据数量。一般用每秒处理的数据量来衡量。

处理效率是估算批量处理时间窗口最重要的计算指标。

关于批量处理时间窗口，不同系统的批量处理时间窗口在起止时间上可以部分重叠。另外，同一系统内部，也可能存在多个批量处理过程同时进行，其时间窗口相互叠加。

标准

在数据量很大的情况下，批处理时间窗口时间越短越好。

不能影响实时交易系统性能。

 

8）可扩展性指标：指应用软件或操作系统以群集方式部署，增加的硬件资源与增加的处理能力之间的关系。

计算公式为：（增加性能/原始性能）/（增加资源/原始资源）*100%。

扩展能力应通过多轮测试获得扩展指标的变化趋势。

标准

理想的扩展能力是资源增加几倍，性能就提升几倍。

扩展能力至少在70%以上。

 

9）可靠性指标：双机热备、集群、备份和恢复。

指标	测试内容
双机热备	节点切换是否成功及其消耗时间 双机切换是否有业务中断 节点回切是否成功及其耗时 双机回切是否有业务中断 节点回切过程中的数据丢失量
集群	集群中某个节点出现故障时，系统是否有业务中断情况出现 在集群中新增一个节点时，是否需要重启系统 当故障节点恢复后，加入集群，是否需要重启系统 当故障节点恢复后，加入集群，系统是否有业务中断情况出现 节点切换需要多长时间
备份和恢复	备份是否成功及其消耗时间 备份是否使用脚本自动化完成 恢复是否成功及其消耗时间 恢复是否使用脚本自动化完成

 

2. 具体性能的分析流程？

首先看关键指标是否满足需求，如果不满足，需要确定是哪个地方有问题，一般情况下，服务器端问题可能性比较大，也有可能是客户端问题（这种可能性非常小）。

如果是服务器端的问题，需要定位的问题有硬件相关指标，例如CPU，Memory，Disk I/O，Network I/O，如果是某个硬件指标有问题，需要深入的进行分析。如果中间件相关指标没问题，需要查看数据库相关指标，例如：慢查SQL，命中率，锁，参数设置。

如果以上指标都正常，应用程序的算法、缓冲、缓存、同步或异步可能有问题，需要具体深入的分析。

 

3. 如果让你去优化前端页面，你的优化流程是？

遇到问题，第一步是确定问题，先要确定是前端的问题还是后端的问题。

如果是前端的问题，那就要确定在哪些地方出了问题，按照前端的各种检测方法来检查。

如果是后端的问题，就从系统、中间件、数据库、网络等方面入手。

如何确定问题呢？

比如用Firefox的firebug调试，看一次请求在各部分分别花了多少时间，哪些请求耗时最长。

如果请求的是静态资源，时间很长，就需要考虑部署CDN啥的；

如果请求的不是静态资源而是服务器数据，时间长速度慢，那就分两种情况进行考虑：第一是后端的问题，第二是前端渲染问题。

如果返回数据很快，但界面数据没出来，就要考虑是前端js程序问题还是图片等资源太大的问题等等。