軟件測試：瓶頸分析方法

軟件測試： 瓶頸分析方法

1 、內(nèi)存分析法

內(nèi)存分析用于判斷系統(tǒng)有無內(nèi)存瓶頸，是否需要通過增加內(nèi)存等手段提高系統(tǒng)性能表現(xiàn)。

內(nèi)存分析需要使用的計(jì)數(shù)器：Memory 類別和 Physical Disk 類別的計(jì)數(shù)器。內(nèi)存分析的主要方法和步驟：

（1 ）首先查看 Memory\Available Mbytes 指標(biāo)

如果該指標(biāo)的數(shù)據(jù)比較小，系統(tǒng)可能出現(xiàn)了內(nèi)存方面的問題，需要繼續(xù)下面步驟進(jìn)一步分析。

注： 在UNIX/LINUX 中，對(duì)應(yīng)指標(biāo)是 FREE(KB)

（2 ）注意 Pages/sec 、 Pages Read/sec 和 Page Faults/sec 的值

操作系統(tǒng)回利用磁盤較好的方式提高系統(tǒng)可用內(nèi)存量或者提高內(nèi)存的使用效率。這三個(gè)指標(biāo)直接反應(yīng)了操作系統(tǒng)進(jìn)行磁盤交換的頻度。

如果Pages/sec 的技術(shù)持續(xù)高于幾百，可能有內(nèi)存問題。 Pages/sec 值不一定大就表明有內(nèi)存問題，可能是運(yùn)行使用內(nèi)存映射文件的程序所致。 Page Faults/sec 說明每秒發(fā)生頁面失效次數(shù)，頁面失效次數(shù)越多，說明操作系統(tǒng)向內(nèi)存讀取的次數(shù)越多。此事需要查看 Pages Read/sec 的計(jì)數(shù)值，該計(jì)數(shù)器的閥值為 5 ，如果計(jì)數(shù)值超過 5 ，則可以判斷存在內(nèi)存方面的問題。

注：在UNIX/LINUX 系統(tǒng)中，對(duì)于指標(biāo)是 (page)si 和 (page)so.

(3) 根據(jù) Physical Disk 計(jì)數(shù)器的值分析性能瓶頸

對(duì)Physical Disk 計(jì)數(shù)器的分析包括對(duì) Page Reads/sec 和 %Disk Time 及 Aerage Disk Queue Length 的分析。如果 Pages Read/sec 很低，同時(shí) %Disk Time 和 Average Disk Queue Length 的值很高，則可能有磁盤瓶頸。但是，如果隊(duì)列長度增加的同時(shí) Pages Read/sec 并未降低，則是內(nèi)存不足。

注：在 UNIX/LINUX 系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)的指標(biāo)是 Reads(Writes)per sec 、 Percent of time the disk is busy 和 Average number of transactions waiting for service.

2 、處理器分析法

（1 ）首先看 System\%Total Processor Time 性能計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值

該計(jì)數(shù)器的值體現(xiàn)服務(wù)器整體處理器利用率，對(duì)多處理器的系統(tǒng)而言，該計(jì)數(shù)器提醒所有CPU 的平均利用率。如果該值持續(xù)超過 90 ％，則說明整個(gè)系統(tǒng)面臨著處理器方面的瓶頸，需要通過增加處理器來提高性能。

注：多處理器系統(tǒng)中，該數(shù)據(jù)本身不大，但PUT 直接負(fù)載狀況極不均衡，也應(yīng)該視作系統(tǒng)產(chǎn)生處理器方面瓶頸。

（2 ）其次查看每個(gè) CPU 的 Processor\%Processor Time 和 Processor\%User Time 和 Processor\%Privileged Time

Processor\%User Time 是系統(tǒng)非核心操作消耗的 CPU 時(shí)間，如果該值較大，可以考慮是否能通過友好算法等方法降低這個(gè)值。如果該服務(wù)器是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器， Processor\%User Time 值大的原因很可能是數(shù)據(jù)庫的排序或是函數(shù)操作消耗了過多的 CPU 時(shí)間，此時(shí)可以考慮對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

（3 ）研究系統(tǒng)處理器瓶頸

查看 System\Processor Queue Length 計(jì)數(shù)器的值，當(dāng)該計(jì)數(shù)器的值大于 CPU 數(shù)量的總數(shù)＋ 1 時(shí)，說明產(chǎn)生了處理器阻塞。在處理器的 %Process Time 很高時(shí)，一般都隨處理器阻塞，但產(chǎn)生處理器阻塞時(shí)， Processor\%Process Time 計(jì)數(shù)器的值并不一定很大，此時(shí)就必須查找處理器阻塞的原因。

%DOC Time 是另一個(gè)需要關(guān)注的內(nèi)容，該計(jì)數(shù)器越低越好。在多處理器系統(tǒng)中，如果這個(gè)值大于 50 ％，并且 Processor\%Precessor Time 非常高，加入一個(gè)網(wǎng)卡可能回提高性能。

3 、磁盤 I/O 分析法

（1 ）計(jì)算梅磁盤的 I/O 數(shù)

梅磁盤的I/O 數(shù)可用來與磁盤的 I/O 能力進(jìn)行對(duì)比，如果經(jīng)過計(jì)算得到的每磁盤 I/O 數(shù)超過了磁盤標(biāo)稱的 I/O 能力，則說明確實(shí)存在磁盤的性能瓶頸。

每磁盤I/O 計(jì)算方法

RAID0 計(jì)算方法：（ Reads +Writes)/Number of Disks

RAID0 計(jì)算方法：（ Reads +2*Writes)/2

RAID0 計(jì)算方法： [Reads +(4*Writes)]/Number of Disks

RAID0 計(jì)算方法： [Reads +(2*Writes)]/Number of Disks

(2) 與 Processor\Privileged Time 合并進(jìn)行分析

如果在Physical Disk 計(jì)數(shù)器中，只有％ Disk Time 比較大，其他值都比較適中，硬盤可能會(huì)是瓶頸。若幾個(gè)值都比較大，且數(shù)值持續(xù)超過 80 ％，則可能是內(nèi)存泄漏。

（3 ）根據(jù) Disk sec/Transfer 進(jìn)行分析

一般來說，定義該數(shù)值小于15ms 為 Excellent ，介于 15 ～ 30ms 之間為良好， 30 ～ 60ms 之間為可以接受，超過 60ms 則需要考慮更換硬盤或是硬盤的 RAID 方式了。

4 、進(jìn)程分析法

（1 ）查看進(jìn)程的％ Processor Time 值

每個(gè)進(jìn)程的％Processor Time 反映進(jìn)程所消耗的處理器時(shí)間。用不同進(jìn)程所消耗的處理器時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，可以看出具體哪個(gè)進(jìn)程在性能測試過程中消耗了最多的處理器時(shí)間，從而可以據(jù)此針對(duì)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。

（2 ）查看每個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生的頁面失效

可以用每個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生的頁面失效（通過PRCESS\PAGE FAILURES/SEC 計(jì)數(shù)器獲得）和系統(tǒng)頁面失效 ( 可以通過 MEMORY\PAGE FAILURES/SEC 計(jì)數(shù)器獲得 ) 的比值，來判斷哪個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生了最多的頁面失效，這個(gè)進(jìn)程要么是需要大量內(nèi)存的進(jìn)程，要么是非?；钴S的進(jìn)程，可以對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)分析。

（3 ）了解進(jìn)程的 Process/Private Bytes

Process/Private Bytes 是指進(jìn)程所分配的無法與其他進(jìn)程共享的當(dāng)前字節(jié)數(shù)量。該計(jì)數(shù)器主要用來判斷進(jìn)程在性能測試過程中有無內(nèi)存泄漏。例如：對(duì)于一個(gè) IIS 之上的 WEB 應(yīng)用，我們可以重點(diǎn)監(jiān)控 inetinfo 進(jìn)程的 Private Bytes ，如果在性能測試過程中，該進(jìn)程的 Private Bytes 計(jì)數(shù)器值不斷增加，或是性能測試停止后一段時(shí)間，該進(jìn)程的 Private Bytes 仍然持續(xù)在高水平，則說明應(yīng)用存在內(nèi)存泄漏。

注：在UNIX/LINUX 系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)的指標(biāo)是 Resident Size

5 、網(wǎng)絡(luò)分析法

Network Interface\Bytes Total/sec 為發(fā)送和接收字節(jié)的速率，可以通過該計(jì)數(shù)器值來判斷網(wǎng)絡(luò)鏈接速度是否是瓶頸，具體操作方法是用該計(jì)數(shù)器的值和目前網(wǎng)絡(luò)的帶寬進(jìn)行比較。

RAID0 計(jì)算方法： [Reads +(2*Writes)]/Number of Disks

(2) 與 Processor\Privileged Time 合并進(jìn)行分析

如果在Physical Disk 計(jì)數(shù)器中，只有％ Disk Time 比較大，其他值都比較適中，硬盤可能會(huì)是瓶頸。若幾個(gè)值都比較大，且數(shù)值持續(xù)超過 80 ％，則可能是內(nèi)存泄漏。

（3 ）根據(jù) Disk sec/Transfer 進(jìn)行分析

一般來說，定義該數(shù)值小于15ms 為 Excellent ，介于 15 ～ 30ms 之間為良好， 30 ～ 60ms 之間為可以接受，超過 60ms 則需要考慮更換硬盤或是硬盤的 RAID 方式了。