JMeter在Web Services性能测试中的应用

性能测试是任何分布式或Web应用程序测试计划的重要组成部分。在计划和开发周期中进行性能评价，可以保证交付给客户的应用程序满足客户对于高负 载、可用性和可伸缩性的要求。提前确定软件的负载限制可以为适当地进行系统配置提供帮助，从而避免出现意料之外的故障。系统性能分析中要处理的几个问题 是：系统或服务器能否处理数百个或数千个客户端的同时请求，以及系统可以处理请求的频率。这种类型的测试不但提供了系统响应时间的绝对度量值，而且针对服 务器的回归测试和应用程序代码，检查服务器的响应是否和预期结果相匹配，并为不同供应商的中间件解决方案的评价和比较提供帮助。

　　Apache JMeter——Apache的性能测试框架，已经广泛地作为Web应用程序的性能测试工具。它可以用于在模拟重负载的条件下分析整个服务器性能。该软件 提供了FTP和HTTP请求功能和可扩展自定义脚本功能。本文阐述了Jmeter可用于对Web services进行负载测试的原因。我们特别通过在BEA WebLogic Server 9.0中配置一个简单的Web Services来进行说明。示例测试计划阐述了测试计划的创建、线程组、循环和Web Services请求。我们还讨论了如何测量数据，并通过随附的JMeter图表对图形工具中所显示的结果进行了说明。

JMeter

　　Apache JMeter是可以对利用HTTP或FTP服务器的应用程序进行测试的工具。它是基于Java的，通过所提供的API它还具有高度可扩展性。典型的 JMeter测试包括创建循环和线程组。循环使用预设的延迟来模拟对服务器的连续请求。线程组是为模拟并发负载而设计的。JMeter提供了用户界面。它 还公开了API，用户可以从Java应用程序来运行基于JMeter的测试。为了在JMeter中创建负载测试，需要构建测试计划。在实际操作 中，Jmeter需要执行一系列的操作。最简单的测试计划通常包括下列元件：

    *线程组——这些元件用于指定运行的线程数和等候周期。每个线程模拟一个用户，而等候周期用于指定创建全部线程的时间。例如，线程数为5，等候时间为10 秒，则创建每个线程之间的时间间隔为2秒。循环数定义了线程的运行时间。使用调度器，还可以设置运行的起始时间。
    *取样器——对于服务器HTTP、FTP或LDAP请求，这些元件是可配置请求。该教程仅侧重于Web Services请求。
    *监听器——这些元件用于请求数据的后期处理。例如，可以将数据保存到文件或用图表来说明结果。此时JMeter图表并没有提供许多配置选项；然而它是可扩展的，它始终可以添加额外的可视化效果或数据处理模块。

　　Apache JMeter网站给出了关于可用元件的详细说明。在某些情况下，如果可用元件不适合特定的测试，开发人员可通过在安装Jmeter的libext目录中放置jar文件来编写他/她自己的脚本或Java类，并将其嵌入测试计划。

　　本文中我们使用的是版本是JMeter 2.1。从 Web 站点 下载可执行二进制文件，将其解压缩，然后应用程序即可在Windows或Unix平台中使用。如果是在Windows操作系统中工作，要转到bin文件夹 用jmeter.bat 或jmeterw.bat启动应用程序。初始用户界面如图1所示。

　　图1：启动Apache JMeter

创建负载测试
 
　　使用Jmeter的负载测试功能，可以在服务器上产生高负载并确定其容量和限制。注意：若要使用Web services样本，需要有可用的mail.jar和activation.jar，它们可从Sun Microsystems中获取（请参阅下面的链接）。由于授权限制，Apache没有分发这些库。下载这两个jar文件之后，将它们放入Java classpath或安装Jmeter的lib目录中。

　　图2：创建线程组和基本Web Services测试计划

　　现在，右键单击Test Plan并添加Thread Group和Loop Controller。我们使用这两个元件来设置模拟的并发用户数和测试持续时间。在树状结构的Loop Controller下面，添加“WebService (SOAP) Request”和Graph，如图2所示。如果不能向测试计划添加WebService请求，则可能是路径中没有mail.jar或 activation.jar。

　　键入线程数、等候周期和循环数。在本教程中我们分别使用5、10和100。将循环控制器计数设置为1。如果配置了Web Services的WebLogic Server仍然没有运行，请手动启动它或从WebLogic Workshop中启动。

配置负载测试

　　如图3所示，我们需要对发送到服务器的SOAP请求参数进行设置。如果指向WSDL文件的链接（URL)可用，将该链接粘贴到WSDL URL字段并单击Load WSDL。可用的方法将显示在Web Methods组合框中。接下来，需要单击Configure以便填充Server Name或IP、Port Number、Path和SOAPAction。

　图3：WebService（SOAP）请求对话框

　　如果没有可用的WSDL链接，也可以手动键入服务器名称、端口号、路径和SOAP操作的值。最后一步，在SOAP/XML-RPC Data区域填写SOAP请求。用户也可以通过SOAP XML Data选项用File从文件中加载。

　　输入Web Services请求对话框中的所有字段之后，单击Ctrl+S保存JMeter项目。为了使数据可视化，我们添加了图表元件“Graph results”和“Spline Visualizer”。此外，我们也可以通过添加“Save responses to a file”元件将响应发送到文件；这在检查SOAP响应错误时很有用。为了模拟更真实的客户端请求顺序，我们在树中插入了定时器元件—— “Gaussian Random timer”。执行该操作之后，客户端的请求的分布更加混乱，将会以随机方式而不是以相等的时间间隔来点击服务器。我们将Gaussian随机时间设置为 偏离100ms，恒定延迟偏移量为300ms.

运行负载测试

　　用户可以通过单击Ctrl+R运行负载测试，或者从菜单中选择Run并单击Start运行负载测试。单击图形元件，将会看到图表被填充，数据代表对服务器的请求，如图4至6所示。

图4：说明测试结果的图表。线程数＝5，等候时间＝10，循环数＝100。循环控制器设置为1

　　我们选择在图表中显示三个参数——吞吐量（绿线）、中间值（紫线）和平均值（蓝线）。我们对测试参数进行修改。为了模拟服务器上的较高负载，我们将线程数提高到10和50并比较服务器的响应时间。再次单击Start并观查图表中显示的结果；参见图5和图6。

图5：说明测试结果的图表。线程数＝10，等候时间＝5，循环数＝100，循环控制器设置为1

　　图表底部参数的含义如下：

    *吞吐量是服务器每分钟处理的请求数。
    *平均值是总运行时间除以发送到服务器的请求数。
    *中间值是代表时间的数字，有一半的服务器响应时间低于该值而另一半高于该值。
    *偏离表示服务器响应时间变化、离散程度测量值的大小，或者，换句话说，就是数据的分布。
    *最后的样本就是最后完成的请求。
　　
    只要观察这三次运行及它们的相应图表，我们就可以得到下列有价值的结果：

响应时间很明显地随着线程的增加而增加。若要继续进行测试，我们可以更改线程数、等候周期和循环数。注意：我们没有更改或调整服务器的配置。 WebLogic Server 9.0中有一个可自动配置的线程池，其配置范围受到限制（请参阅Naresh Revanuru撰写的 Workload Management in WebLogic Server 9.0 ，Dev2Dev），上表说明客户端数量的增长对服务器响应时间的影响是非线性的。实际上，将这个数字提高两倍或十倍不会产生明显的影响！然而，使用接近 或超过默认服务器限制的线程数来运行同一个试验时应引起注意。为了检验从服务器收到的响应是真实的SOAP响应而不是HTTP错误，我们观察下列输出文件 的内容。这是符合上面要求的SOAP响应：

　　为了使测试结果更加可视化，向计划中添加Spline Visualizer，它紧靠着Graph Results。Spline Visualizer提供了关于所有样本次数的视图。它用分段插入功能绘制出一条连续的线，在绘制时跨越10个点，每个点代表10﹪的样本。在样条图表中 用直线取代连接点，提供了基于多项式近似算法的平滑分布视图。结果如图7所示

图7：使用Spline Visualizer说明与图6相同测试结果的图表

Multiple JMeters

　　JMeter还具有一项十分有用的Remote Start功能，它允许用户从多台机器启动JMeter测试。客户端主机地址可以输入到位于bin文件夹下的“jmeter.properties”文件 中。找到remote_hosts属性并在那里添加远程主机名称，使用逗号进行分隔。重新启动Jmeter，在Run菜单中单击Remote Start或Remote Start All。某些Web和应用程序服务器可连续处理同一个IP地址的多个请求以及并行处理不同IP地址的请求，因此，对于请求来自不同的机器或将测试负载分布 到几个客户端显得十分关键的情况，可以使用该选项来执行操作。

其他功能

　　前面已经提到，Jmeter包含HTTP、FTP和 LDAP取样器。创建这些请求是一项简单的任务，Jmeter用户手册中作了详细说明；它通常包括创建Thread Group、添加取样器、定时器和监听器。下面我们介绍一些有关这些标准取样器之外的、可能需要一些非标准配置步骤的功能。

脚本

　　特别支持Java请求和BeanShell脚本的自定义测试和脚本是JMeter的另一个功能，它为负载测试开发人员提供了更大的灵活性。我们可以创 建脚本化测试并将其作为一个Java类进行编译，然后将其传递给JMeter运行。为了使用BeanShell脚本功能，需要下载BeanShell jar并将其放置在/lib目录下面，以便JMeter在运行时可以选取它。用户可以使用Java取样器中的beanshell API，或者创建BeanShell取样器，由它读取文件中的脚本或处理文本框中所键入的命令。下面的代码样本说明了添加到HTTP取样器中的 BeanShell断言。用户可以对基于HTTP请求的响应的测试执行过程进行分析和控制。一个好的方案应该创建具有线程组的测试计划，并在计划的时间循 环启动负载测试。请求将点击Web服务器并获得其响应。

　　响应可用添加到测试计划的BeanShell断言进行记录，它紧靠着HTTP取样器，如果Web服务器响应与某个条件相匹配，也就是说，如果成功或包含了预期的字符串，则脚本会停止测试或线程，否则将继续执行。

JMS应用程序

　　为了使用JMeter对JMS应用程序进行负载测试，要下载ActiveMQ jar并将其复制到/lib目录。根据前面的测试，我们首先创建线程组，并添加JMS Point-to-Point样本。JMS Point-to-Point对话框需要填写下列参数：QueueConnection Factory、JNDI Name Request队列和JNDI Name Receive队列。例如，我们可以使用WebLogic示例服务器上安装的JMS模块中的参数；在这种情况下，它们为 weblogic.examples.jms.QueueConnectionFactory和 weblogic.examples.jms.exampleQueue。我们也可以创建自定义的JMS连接工厂和队列。对于WebLogic服务器，我 们还需要添加 weblogic.jndi.WLInitialContextFactory作为初始Context Factory值和Provider URL，通常情况下，其形式为：t3://hostname:7001，例如：t3://localhost:7001。

自定义取样器

　　许多测试人员迟早会面临下面这个问题：假如必须要创建测试计划，而JMeter没有提供必需的取样器或监听器。例如，用户需要测试 Enterprise JavaBeans应用程序。用户仍然可以使用JMeter的Java Request，它实质上是Java类，可以向其添加需要的任何逻辑。我们创建一个样本Java取样器，它将向应用程序服务器发送请求并调用会话 bean。首先，我们创建package mytest和称为JBTest.javaJava的Java类：

　　为了使用该代码，要对它进行编译以创建jar文件myEJBTest.jar，将jar复制到JMeter classpath（如lib目录），或者将classpath位置添加到jmeter.properties 文件——其形式为：

    重新启动JMeter，向测试计划添加Java Request元件，并从下拉菜单中选择mytest.EJBTest。缺省情况下，JMeter提供的是“SleepTest”和 “JavaTest”。现在，我们可以向测试计划添加线程组、循环和监听器并运行测试计划。

测试数据库

　　Jmeter所支持的另一个功能是评价数据库服务器的性能。用户可以使用软件提供的JDBC Request元件，也可以使用脚本或Java类来创建自己的测试。例如，使用一些与前面类似的示例可以测试存储过程的调用。许多数据库优化技术都可以使 用，包括使用特定供应商优化（如查询的并行处理），使用联结或索引。此外，当用多个boolean评价创建查询时，数据组织知识很有用。在处理大量数据 时，应用程序中的数据库和查询优化是特别关键的，JMeter是一个可以在这类评价中提供某些评测的工具。例如，可以在数据或查询优化前后执行性能或负载 测试并对结果进行比较。

　　我们通过创建MySQL实例的测试计划来演示样本数据库性能测量计划是如何工作的。首先，从MySQL网站下载JDBC驱动程序，并复制到/lib目 录以便JMeter可以访问数据库。现在启动JMeter，创建线程组，并设置循环数和相应的线程数。添加JDBC Connection Configuration、JDBC Query Defaults和JDBC Request元件。在这些对话框中，我们需要配置数据库连接和查询。输入数据库URL值，它们的形式类似 于：jdbc:mysql://hostname/databaseName，然后为JDBC Driver Class输入com.mysql.jdbc.Driver。针对这个试验，我们创建了数据库customers，它带有包含下列三个字段的 customer表格：名称、地址和帐户。在Query框中键入查询，例如，从客户中选择名称。

　　为了使结果可视化，可以添加带有响应时间的图表，或者，如果要检验响应是否匹配特定模式，可以添加响应断言。例如，在Response Assertion中添加文本模式“Smith”。在Assertion Result窗口将显示如“Test failed， text expected to contain /Smith/”之类的错误，或者，如果由于设置错误而没有连接，则显示“Response was null”。如果测试成功，将不返回任何内容。除了图表和断言监听器，我们还可以使用Aggregate Report，它以表格的形式显示样本数、平均值、中间值和吞吐量的摘要。

结束语

　　JMeter是一个十分灵活的工具，它不仅能够测试HTTP服务器，而且还能够对Web services进行负载测试。有经验的开发人员可以编写自己的脚本来模拟或自定义客户端请求，或者为测试结果添加自定义的可视化效果。Web Services和SOAP取样器是JMeter的新功能，希望它们能够随着Web services而发展，在行业和开发人员中获得更广泛的认可。

　　使用JMeter现有的功能和它所提供的用户界面，可以模拟5个并发线程，以10和5 ms延迟点击服务器。本教程说明了该工具能够用于对Web services的响应时间进行测量的原理。例如，利用JMeter脚本，可以查找客户端的身份认证和授权。所测试的应用程序服务器和JMeter客户端 都本地安装在同一个工作站，然而同样的设置也可以用于测试远程服务器。

　　所得到的结果和图表还不能提供有价值的性能报告；它们只能说明WebLogic Server对Web Services请求响应时间的简单分布。要了解是否实现了优化，应当在优化前后针对两个不同的服务器，或针对客户端线程变量数的不同负载来运行相同的负 载测试。换句话说，只有比较的结果才具有实用价值，它能够帮助了解服务器性能，进而基于这些评测做出判断。

参考资料

查看Jakarta Apache JMeter —— 二进制发行版下载和指南。
在Dev2Dev中的产品中心访问 WebLogic Server （中文版）。
有关创建Web services的详细信息，请阅读 Programming Web Services for WebLogic Server 指南（产品文档）。
Matt Maccaux撰写的 Approaches to Performance Testing （中文版，Dev2Dev，2005年12月）对测试作了全面介绍。