华为云架构师-大规模分布式系统性能测试实践

2018-09-20  小魔仙 

一、云时代的应用性能测试挑战


二、华为云性能测试实践方案

如何更加系统的开展性能测试活动


  •      被测对象分析
  •      测试场景分析建模
  •      测试需求分析
  •      工具选型与搭建
  •      测试执行
  •      性能测试分析与调优



1. 被测对象分析(某社交类APP

从系统架构分析可能出现的瓶颈点,作为重点测试场景


Feed流会频繁操作后台的Redis等服务,每次操作会产生100+次网络操作,200+key/Value运算,因此会成为系统的主要性能瓶颈

备注:Feed是将用户主动订阅的消息源组合在一起形成内容聚合器,帮助用户持续地获取最新的订阅源内容,在社交类应用中被广泛使用若干


2.    测试场景分析建模

业务特点:用户增长迅速、突发事件高流量并发

Step1:以使用场景为主线,构建性能模型(使用角色、使用阶段等)


Step2:分析每个操作场景的影响因子,如好友、关注数量等,建立每个场景的测试模型


单场景一级接口测试


单场景二级接口测试

如需测试某个对性能的影响,可递增方式改变因子值进行测试


按照页面权重分配压力模型,实际在生产环境比例会不断变化,因此在性能摸底过程中需要不断调整摸底


示例:全页面混合压测模型


3.    测试工具需求分析

识别关键场景测试需求
1)  HTTP协议/Rest接口  
2)  用户登陆认证 ,模拟多用户操作 
3)  支持接口串联场景,需要上下文关联
4)  性能暂无基线,需要支持递增模式快速摸底 
5)  各页面用户量未知,需要灵活调整混合模型配比 
6)  由于社交类应用业务增长迅速,因此需要支持按需使用,随时扩大工具的并发量
7)  需要支持10万以上的并发
8)  测试结果易于观察、保存
9)  提供监控能力,便于快速定位


4.  测试服务选型与搭建

测试服务选项原则:功能满足、效率高(即开即用)、成本低

云服务更适合测试高扩展性的大规模分布式系统


5.  测试执行

分层开展性能测试,在集成阶段确保性能测试活动可开展


测试执行的一些典型问题

性能是一个逐步提升的过程,测试过程中需要找到扩容的模型,从不足50TPS提升至万级

6.  测试结果分析

1.1  如何从测试工具侧快速分析被测对象可能存在的问题
·         存在部分响应超时:
a)  服务器繁忙,如某个服务节点CPU利用率高
b)  网络IO超过VM/EIP带宽
c)  等待后端微服务、数据库的超时时间设置过长
·         运行一段时间后全部响应超时或者检查点校验不通过:
a)  大压力导致系统中某个微服务奔溃
b)  后端数据库无响应
·         TPS未随着并发数增长而上升:
a)  系统性能到达瓶颈,持续并发加压过程中响应时延增加(可观察响应区间统计)
b)  可通过进一步加压是否会出现非正常响应验证
·         TP90响应时延较短,TP99时延高:
a)  系统性能接近瓶颈
b)  可通过进一步加压是否会出现非正常响应验证


1.2  一些通用优化建议

1)  扩容,链路中的某一应用可能出现cpu使用率较高或者连接池资源不够用(rpcjdbcredis连接池等)但本身对于拿到连接的请求处理又很快,这一类需要横向扩展资源。

2)  应用逻辑优化,比如存在慢sql、 逻辑的不合理如调用db或者redis次数过多、没有做读写分离造成写库压力过大。

3)  超时时间的合理设置,对于应用之间的rpc调用或者应用与其他基础组件之间的调用,均需要设置合理的超时时间,否则过长的等待将造成整个链路的故障。

4)  缓存的应用,请求尽可能从前端返回,而不是每一个都要让后端应用处理后再返回,减轻后端应用及数据库压力,提高系统吞吐能力。

5)  限流,对于超出承载能力的QPS或并发,可以进行拦截并直接返回提示页面。

6)  降级,对于非核心链路上的应用,允许故障关闭而不影响核心链路

7)  扩容和优化也是有限度的,在评估容量内,保障核心交易链路正常是重中之重,对于非核心功能模块考虑降级场景


三、某互联网平台案例

业务特点:突发事件高流量突发,如瞬间由百级用户增长到万级


对于网络架构复杂的应用,可以通过网络架构上的分段验证,如分别从最外端的CDN入口(1)中间的ELB2)业务层(3)分别做测试,验证网络架构上的瓶颈和影响

应用内部的性能瓶颈如何提升定位效率?


四、性能测试的最后一公里

集成APM,解决性能问题定位最后一公里问题,大幅提升性能测试效率

如:xxx并发情况下,服务A调用服务B的事务1出现问题,并直接定位至出错函数


  •       在上线和活动前期通过云性能测试服务进行压力测试,发现部分接口的响应时间比较长,会出现比对失败和响应超时,通过APM的调用链分析,发现有部分SQL语句比较耗时,针对这些SQL查询语句,建立了索引,快速定位问题并迅速解决。
  •      最终经过两轮测试优化后,官网首页访问响应超时与正常返回比提升了43.3%,预约试驾场景响应超时与正常返回比降低到0,提升了100%
  •      性能瓶颈定位时间,从官网未使用APM时需要1周,缩短到俱乐部使用APM后的0.5天,效率提升90%


应用拓扑


事务监控


调用链跟踪


五、性能测试服务关键能力要求


华为云性能测试服务CPTS是一项为HTTP/HTTPS/TCP等协议构建的云应用提供性能测试的服务。服务支持快速模拟大规模并发用户,通过支持报文内容和时序自定义、多事务组合实现复杂场景测试


福利:

·  华为云性能测试服务免费使用至20181231日,免费使用的VUM数量不限;最大并发用户数10

·  50个并发用户数永久免费


传送门:

https://www.huaweicloud.com/product/cpts.html


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