性能测试（并发负载压力）测试分析

工作比较久了，发现越来越多的性能测试工程师基本上都能够掌握利用测试工具来作负载压力测试，但多数人对怎样去分析工具收集到的测试结果感到无从下手，下面我就把个人工作中的体会和收集到的有关资料整理出来，希望能对大家分析测试结果有所帮助。

分析原则：
    • 具体问题具体分析（这是由于不同的应用系统，不同的测试目的，不同的性能关注点）
    • 查找瓶颈时按以下顺序，由易到难。
    服务器硬件瓶颈-⟩网络瓶颈（对局域网，可以不考虑）-⟩服务器操作系统瓶颈（参数配置）-⟩中间件瓶颈（参数配置，数据库，web服务器等）-⟩应用瓶颈（SQL语句、数据库设计、业务逻辑、算法等）
    注：以上过程并不是每个分析中都需要的，要根据测试目的和要求来确定分析的深度。对一些要求低的，我们分析到应用系统在将来大的负载压力（并发用户数、数据量）下，系统的硬件瓶颈在哪儿就够了。
    • 分段排除法 很有效

分析的信息来源：
    •1 根据场景运行过程中的错误提示信息
    •2 根据测试结果收集到的监控指标数据

一．错误提示分析
分析实例：
1 •Error: Failed to connect to server "****:8080": [10060] Connection
  •Error: timed out Error: Server "*****.30" has shut down the connection prematurely

  分析：
•A、应用服务死掉。
   （小用户时：程序上的问题。程序上处理数据库的问题）
•B、应用服务没有死
   （应用服务参数设置问题）
    例：在许多客户端连接Weblogic应用服务器被拒绝，而在服务器端没有错误显示，则有可能是Weblogic中的server元素的AcceptBacklog属性值设得过低。如果连接时收到connection refused消息，说明应提高该值，每次增加25％
•C、数据库的连接
   (1、在应用服务的性能参数可能太小了 2、数据库启动的最大连接数（跟硬件的内存有关）)

2  Error: Page download timeout (120 seconds) has expired 

分析：可能是以下原因造成
•A、应用服务参数设置太大导致服务器的瓶颈
•B、页面中图片太多
•C、在程序处理表的时候检查字段太大多

二．监控指标数据分析
1．最大并发用户数：
应用系统在当前环境（硬件环境、网络环境、软件环境（参数配置））下能承受的最大并发用户数。
在方案运行中，如果出现了大于3个用户的业务操作失败，或出现了服务器shutdown的情况，则说明在当前环境下，系统承受不了当前并发用户的负载压力，那么最大并发用户数就是前一个没有出现这种现象的并发用户数。
如果测得的最大并发用户数到达了性能要求，且各服务器资源情况良好，业务操作响应时间也达到了用户要求，那么OK。否则，再根据各服务器的资源情况和业务操作响应时间进一步分析原因所在。

2．业务操作响应时间：
• 分析方案运行情况应从平均事务响应时间图和事务性能摘要图开始。使用“事务性能摘要”图，可以确定在方案执行期间响应时间过长的事务。
• 细分事务并分析每个页面组件的性能。查看过长的事务响应时间是由哪些页面组件引起的？问题是否与网络或服务器有关？
• 如果服务器耗时过长，请使用相应的服务器图确定有问题的服务器度量并查明服务器性能下降的原因。如果网络耗时过长，请使用“网络监视器”图确定导致性能瓶颈的网络问题
3．服务器资源监控指标：
内存：
    1 UNIX资源监控中指标内存页交换速率（Paging rate），如果该值偶尔走高，表明当时有线程竞争内存。如果持续很高，则内存可能是瓶颈。也可能是内存访问命中率低。

    2 Windows资源监控中，如果Process\Private Bytes计数器和Process\Working Set计数器的值在长时间内持续升高，同时Memory\Available bytes计数器的值持续降低，则很可能存在内存泄漏。

内存资源成为系统性能的瓶颈的征兆:
    很高的换页率(high pageout rate);
    进程进入不活动状态;
    交换区所有磁盘的活动次数可高;
    可高的全局系统CPU利用率; 
    内存不够出错(out of memory errors) 

处理器：
    1 UNIX资源监控（Windows操作系统同理）中指标CPU占用率（CPU utilization），如果该值持续超过95%，表明瓶颈是CPU。可以考虑增加一个处理器或换一个更快的处理器。如果服务器专用于SQL Server,可接受的最大上限是80-85%
    合理使用的范围在60%至70%。
    2 Windows资源监控中，如果System\Processor Queue Length大于2，而处理器利用率（Processor Time）一直很低，则存在着处理器阻塞。

CPU资源成为系统性能的瓶颈的征兆:   
     很慢的响应时间(slow response time) 
     CPU空闲时间为零(zero percent idle CPU) 
     过高的用户占用CPU时间(high percent user CPU) 
     过高的系统占用CPU时间(high percent system CPU) 
    长时间的有很长的运行进程队列(large run queue size sustained over time) 

磁盘I/O：
    1 UNIX资源监控（Windows操作系统同理）中指标磁盘交换率（Disk rate），如果该参数值一直很高，表明I/O有问题。可考虑更换更快的硬盘系统。
    2 Windows资源监控中，如果 Disk Time和Avg.Disk Queue Length的值很高，而Page Reads/sec页面读取操作速率很低，则可能存在磁盘瓶径。

I/O资源成为系统性能的瓶颈的征兆 :
     过高的磁盘利用率(high disk utilization) 
    太长的磁盘等待队列(large disk queue length) 
    等待磁盘I/O的时间所占的百分率太高(large percentage of time waiting for disk I/O) 
    太高的物理I/O速率:large physical I/O rate(not sufficient in itself) 
    过低的缓存命中率(low buffer cache hit ratio(not sufficient in itself)) 
    太长的运行进程队列，但CPU却空闲(large run queue with idle CPU) 

4．数据库服务器：
SQL Server数据库：
    1 SQLServer资源监控中指标缓存点击率（Cache Hit Ratio），该值越高越好。如果持续低于80%，应考虑增加内存。
    2 如果Full Scans/sec（全表扫描/秒）计数器显示的值比1或2高，则应分析你的查询以确定是否确实需要全表扫描，以及SQL查询是否可以被优化。 
    3 Number of Deadlocks/sec(死锁的数量/秒)：死锁对应用程序的可伸缩性非常有害，并且会导致恶劣的用户体验。该计数器的值必须为0。
   4 Lock Requests/sec(锁请求/秒)，通过优化查询来减少读取次数，可以减少该计数器的值。

Oracle数据库：
  1 如果自由内存接近于0而且库快存或数据字典快存的命中率小于0.90，那么需要增加SHARED_POOL_SIZE的大小。
    快存（共享SQL区）和数据字典快存的命中率： 
   select(sum(pins-reloads))/sum(pins) from v$librarycache; 
    select(sum(gets-getmisses))/sum(gets) from v$rowcache; 
    自由内存：    select * from v$sgastat where name=’free memory’; 
2 如果数据的缓存命中率小于0.90，那么需要加大DB_BLOCK_BUFFERS参数的值（单位：块）。
  缓冲区高速缓存命中率：
    select name,value from v$sysstat where name in ('db block gets’,
    'consistent gets','physical reads') ; 
    
    Hit Ratio = 1-(physical reads / ( db block gets + consistent gets))
3 如果日志缓冲区申请的值较大，则应加大LOG_BUFFER参数的值。
    日志缓冲区的申请情况 ：
     select name,value from v$sysstat where name = 'redo log space requests' ;
4 如果内存排序命中率小于0.95，则应加大SORT_AREA_SIZE以避免磁盘排序 。
   内存排序命中率 ：

     select round((100*b.value)/decode((a.value+b.value), 0, 1, (a.value+b.value)), 2)from v$sysstat a, v$sysstat b where a.name='sorts (disk)' and b.name='sorts (memory)'

查看tablespace的空間使用情況
select tablespace_name,sum(bytes)/1024/1024 from dba_free_space group by tablespace_name
1. 监控事例的等待 
select event,sum(decode(wait_Time,0,0,1)) "Prev", 
sum(decode(wait_Time,0,1,0)) "Curr",count(*) "Tot" 
from v$session_Wait 
group by event order by 4; 
2. 回滚段的争用情况 
select name, waits, gets, waits/gets "Ratio" 
from v$rollstat a, v$rollname b 
where a.usn = b.usn; 
3. 监控表空间的 I/O 比例 
select df.tablespace_name name,df.file_name "file",f.phyrds pyr, 
f.phyblkrd pbr,f.phywrts pyw, f.phyblkwrt pbw 
from v$filestat f, dba_data_files df 
where f.file# = df.file_id 
order by df.tablespace_name; 
4. 监控文件系统的 I/O 比例 
select substr(a.file#,1,2) "#", substr(a.name,1,30) "Name", 
a.status, a.bytes, b.phyrds, b.phywrts 
from v$datafile a, v$filestat b 
where a.file# = b.file#; 
5.在某个用户下找所有的索引 
select user_indexes.table_name, user_indexes.index_name,uniqueness, column_name 
from user_ind_columns, user_indexes 
where user_ind_columns.index_name = user_indexes.index_name 
and user_ind_columns.table_name = user_indexes.table_name 
order by user_indexes.table_type, user_indexes.table_name, 
user_indexes.index_name, column_position; 
6. 监控 SGA 的命中率 
select a.value + b.value "logical_reads", c.value "phys_reads", 
round(100 * ((a.value+b.value)-c.value) / (a.value+b.value)) "BUFFER HIT RATIO" 
from v$sysstat a, v$sysstat b, v$sysstat c 
where a.statistic# = 38 and b.statistic# = 39 
and c.statistic# = 40; 
7. 监控 SGA 中字典缓冲区的命中率 
select parameter, gets,Getmisses , getmisses/(gets+getmisses)*100 "miss ratio", 
(1-(sum(getmisses)/ (sum(gets)+sum(getmisses))))*100 "Hit ratio" 
from v$rowcache 
where gets+getmisses <>0 
group by parameter, gets, getmisses; 
8. 监控 SGA 中共享缓存区的命中率，应该小于1% 
select sum(pins) "Total Pins", sum(reloads) "Total Reloads", 
sum(reloads)/sum(pins) *100 libcache 
from v$librarycache; 
select sum(pinhits-reloads)/sum(pins) "hit radio",sum(reloads)/sum(pins) "reload percent"
from v$librarycache; 
9. 显示所有数据库对象的类别和大小 
select count(name) num_instances ,type ,sum(source_size) source_size , 
sum(parsed_size) parsed_size ,sum(code_size) code_size ,sum(error_size) error_size,
sum(source_size) +sum(parsed_size) +sum(code_size) +sum(error_size) size_required
from dba_object_size 
group by type order by 2; 
10. 监控 SGA 中重做日志缓存区的命中率，应该小于1% 
SELECT name, gets, misses, immediate_gets, immediate_misses, 
Decode(gets,0,0,misses/gets*100) ratio1, 
Decode(immediate_gets+immediate_misses,0,0, 
immediate_misses/(immediate_gets+immediate_misses)*100) ratio2 
FROM v$latch WHERE name IN ('redo allocation', 'redo copy'); 
11. 监控内存和硬盘的排序比率，最好使它小于 .10，增加 sort_area_size 
SELECT name, value FROM v$sysstat WHERE name IN ('sorts (memory)', 'sorts (disk)');
12. 监控当前数据库谁在运行什么SQL语句 
SELECT osuser, username, sql_text from v$session a, v$sqltext b 
where a.sql_address =b.address order by address, piece; 
SELECT osuser, username, sql_text from v$session a, v$sqltext b 
where a.sql_address =b.address order by address, piece; 
13. 监控字典缓冲区 
SELECT (SUM(PINS - RELOADS)) / SUM(PINS) "LIB CACHE" FROM V$LIBRARYCACHE; 
SELECT (SUM(GETS - GETMISSES - USAGE - FIXED)) / SUM(GETS) "ROW CACHE" FROM V$ROWCACHE;
SELECT SUM(PINS) "EXECUTIONS", SUM(RELOADS) "CACHE MISSES WHILE EXECUTING" FROM V$LIBRARYCACHE;
后者除以前者,此比率小于1%,接近0%为好。 
SELECT SUM(GETS) "DICTIONARY GETS",SUM(GETMISSES) "DICTIONARY CACHE GET MISSES" 
FROM V$ROWCACHE 
14. 找ORACLE字符集 
select * from sys.props$ where name='NLS_CHARACTERSET'; 
15. 监控 MTS 
select busy/(busy+idle) "shared servers busy" from v$dispatcher; 
此值大于0.5时，参数需加大 
select sum(wait)/sum(totalq) "dispatcher waits" from v$queue where type='dispatcher';
select count(*) from v$dispatcher; 
select servers_highwater from v$mts; 
servers_highwater接近mts_max_servers时，参数需加大 
16. 碎片程度 
select tablespace_name,count(tablespace_name) from dba_free_space group by tablespace_name
having count(tablespace_name)>10; 
alter tablespace name coalesce; 
alter table name deallocate unused; 
create or replace view ts_blocks_v as 
select tablespace_name,block_id,bytes,blocks,'free space' segment_name from dba_free_space
union all 
select tablespace_name,block_id,bytes,blocks,segment_name from dba_extents; 
select * from ts_blocks_v; 
select tablespace_name,sum(bytes),max(bytes),count(block_id) from dba_free_space 
group by tablespace_name; 
查看碎片程度高的表 
SELECT segment_name table_name , COUNT(*) extents 
FROM dba_segments WHERE owner NOT IN ('SYS', 'SYSTEM') GROUP BY segment_name 
HAVING COUNT(*) = (SELECT MAX( COUNT(*) ) FROM dba_segments GROUP BY segment_name);
17. 表、索引的存储情况检查 
select segment_name,sum(bytes),count(*) ext_quan from dba_extents where 
tablespace_name='&tablespace_name' and segment_type='TABLE' group by tablespace_name,segment_name;
select segment_name,count(*) from dba_extents where segment_type='INDEX' and ōwner='caisit'
group by segment_name; 
18、找使用CPU多的用户session 
              是cpu used by this session 

19﹑找使用cpu和內存多的sql語句.
select sql_text from v$sqltext a where a.hash_value=(select sql_hash_value from v$session b where b.paddr=(select

addr from v$process where spid=&pid))
20﹑ 捕獲等待的sql語句.
select w.sid,w.event,t.sql_text from v$session_wait w,v$sqltext t,v$session s 
where t.hash_value=s.sql_hash_value and s.sid=w.sid;

21﹑捕獲等待的sql語句和用戶
select user#,audsid,s.osuser,w.sid,w.event,t.sql_text from v$session_wait w,v$sqltext t,v$session s
where t.hash_value=s.sql_hash_value and s.sid=w.sid;

22. cache hit ratio
SELECT (sum(getmisses)/sum(gets)) * 100 as "cache hit ratio" FROM v$rowcache
23. buffer cache hit ratio
SELECT (1 - (sum(decode(name, 'physical reads', value, 0)) /(sum(decode(name, 'db block gets', value, 0)) +     

sum(decode(name, 'consistent gets', value, 0))))) * 100  as "Buffer cache hit ratio" FROM    v$sysstat
24.查數據字典v$datafile,及v$filestat了解數據中是否存在I/O競爭等﹕
select substr(a.file#,1,2) "File#",a.status,a.bytes,b.phyrds,b.phywrts,substr(a.name,1,50) "File Name"
from v$datafile a,v$filestat b where a.file#=b.file#;
<PHYRDS,PHYWRTS分別表示物理磁盤讀寫的數據量>
25.日志緩沖區過小﹐會增加日志寫盤的次數﹐增加了系統的I/O負擔﹐對于日志緩沖區而言﹐可以計算失敗率﹐使用數據字典v$LATCH計算日志緩沖區的失敗率﹐應該小于1%
select name,gets,misses,immediate_gets,immediate_misses,decode(gets,0,0,misses/gets*100) ratioone,
decode(immediate_gets+immediate_misses,0,0,immediate_misses/(immediate_gets+immediate_misses)*100) ratiotwo
from v$latch where name in ('redo allocation','redo copy');
<gets表示成功等待日志緩沖區的次數。immediate_gets表示成功立即得到日志緩沖區的次數。immediate_misses表示失敗立即得到日志緩沖區的次數。日志緩沖區的失敗率表示了日志緩沖區是否足夠大﹐應該小于1%>

1、查看表空间的名称及大小 
select t.tablespace_name, round(sum(bytes/(1024*1024)),0) ts_size
from dba_tablespaces t, dba_data_files d
where t.tablespace_name = d.tablespace_name 
group by t.tablespace_name; 

2、查看表空间物理文件的名称及大小 
select tablespace_name, file_id, file_name, 
round(bytes/(1024*1024),0) total_space 
from dba_data_files 
order by tablespace_name; 

3、查看回滚段名称及大小 
select segment_name, tablespace_name, r.status, 
(initial_extent/1024) InitialExtent,(next_extent/1024) NextExtent, 
max_extents, v.curext CurExtent 
From dba_rollback_segs r, v$rollstat v 
Where r.segment_id = v.usn(+) 
order by segment_name ; 

4、查看控制文件 
select name from v$controlfile; 

5、查看日志文件 
select member from v$logfile; 

6、查看表空间的使用情况 
select sum(bytes)/(1024*1024) as free_space,tablespace_name 
from dba_free_space 
group by tablespace_name; 
SELECT A.TABLESPACE_NAME,A.BYTES TOTAL,B.BYTES USED, C.BYTES FREE, 
(B.BYTES*100)/A.BYTES "% USED",(C.BYTES*100)/A.BYTES "% FREE" 
FROM SYS.SM$TS_AVAIL A,SYS.SM$TS_USED B,SYS.SM$TS_FREE C 
WHERE A.TABLESPACE_NAME=B.TABLESPACE_NAME AND A.TABLESPACE_NAME=C.TABLESPACE_NAME;

7、查看数据库库对象 
select owner, object_type, status, count(*) count# from all_objects group by owner, object_type, status;

8、查看数据库的版本　 
Select version FROM Product_component_version 
Where SUBSTR(PRODUCT,1,6)='Oracle'; 

9、查看数据库的创建日期和归档方式 
Select Created, Log_Mode, Log_Mode From V$Database;

   
    注：上述SQL Server和Oracle数据库分析，只是一些简单、基本的分析，特别是Oracle数据库的分析和优化，是一门专门的技术，需要进一步的分析可查相关资料。