Jmeter的性能压测平台实现


很早就想要一套属于自己的性能压测平台,原因是使用了阿里云的性能测试PTS,就挺羡慕能有一个这样的性能测试平台,但毕竟人家的东西我们高攀不起(要钱的),而且阿里云的性能测试平台是不支持多种协议的(比如我有一个项目要用websocket测试,结果人家就支持http压测)。

       说到开发自己的性能测试平台,肯定想到的是Jmeter,因为开源的性能测试工具没有比它更强大的了,所以第一个想到的是怎么把它变成性能测试平台,很多人首先想到的是通过jenkins结合jmeter,我想那也只能叫调度平台,不能叫性能测试平台。通过对Jmeter和Java快速开发框架的深入了解,我发现做一个自己的性能压测平台是可行的,而且网上也有人正在做。开发的过程肯定是无限的踩坑(开源的东西就这样),相对收获来说应该值的。以下是我针对开源的Java快速开发框架和别人实现的部分成品,再结合JMeterEngine的深入学习,梳理的平台架构:

该平台已经开源(无Java经验的测试人员慎入,以免烦扰): https://gitee.com/smooth00/stressTestSystem

以下是主要的技术选型及说明:

核心框架:Spring Boot 1.5
安全框架:Apache Shiro 1.3
视图框架:Spring MVC 4.3
持久层框架:MyBatis 3.3
定时器:Quartz 2.3
数据库连接池:Druid 1.0 (阿里开源)
日志管理:SLF4J 1.7、Log4j
页面交互:Vue2.x
前端监控:ECharts 3.8
压测内核(即JMeterEngine):Apache JMeter 4.0(现已支持5.1.1版本)
脚本调用内核:Apache Commons Exec 1.3
远程执行命令:Ganymed build210
选用的快速框架是经量级的,而且是方便快速部署的:

【renren-fast开发框架】,具体可以上网获取:https://www.renren.io/guide/

性能测试平台的项目结构:

stress-test
├─doc  项目SQL语句

├─common 公共模块
│  ├─aspect 系统日志
│  ├─exception 异常处理
│  ├─validator 后台校验
│  └─xss XSS过滤
│ 
├─config 配置信息
│ 
├─modules 功能模块
│  ├─api API接口模块(APP调用)
│  ├─job 定时任务模块
│  ├─oss 文件服务模块
│  ├─sys 权限模块
│  └─test 压测模块
│ 
├─RenrenApplication 项目启动类
│  
├──resources 
│  ├─mapper SQL对应的XML文件
│  ├─static 第三方库、插件等静态资源
│  ├─views  项目静态页面
│  └─application.yml 环境配置
 平台已实现的部分功能:

(1)用例管理:

用例管理支持jmx脚本的上传和参数化文件及测试附件的上传,一个用例创建一个目录(脚本、参数文件、附件、测试报告都在同一用例下保存)。删除用例时会自动删除用例下所关联的脚本,并一并删除已同步到各个节点的文件。

(2)脚本文件管理

每个脚本具有启动和停止压测线程的功能(具有状态标识),每个参数化文件或附件具有同步到各个节点的功能(同步完成后标识为同步成功)。

 脚本文件除了启动和停止功能,还能配置是否开启报告生成和是否开户前端监控,监控为echarts图形监控,如下:

调用脚本进行压测的方法分为两种:

压测模式    调用模块    特点    优缺点
脚本调用模式    Apache Commons Exec    相当于通过远程执行jmeter命令调用脚本,完全依赖于jmeter bin目录    优点:实现简单,无需过多编程;
缺点:无法多线程控制,无法开启echarts监控,完全依赖本地Jmeter终端
引擎调用模式    JMeterEngine    用的是Jmeter压测内核,通过runTest方法开启压测线程,通过stopTest方法结束压测线程    优点:更加轻量级,多线程控制,支持单独停止某个脚本的测试,支持echarts监控,支持个性化扩展开发;
缺点:需要依赖更多编程实现
另外支持将脚本添加到任务,用的是框架本身的任务管理,加上cron表达式生成器插件的应用,可以方便的实现脚本的定时任务创建,这样就能定时执行脚本(这个是LR所不具备的功能,一般可以用于接口的自动化测试):

 (3)测试报告管理

报告生成模式    调用模块    特点    优缺点
Jmeter Home命令模式    GenerateReport ByScript    相当于通过执行jmeter命令调用报告,完全依赖于jmeter home目录    优点:实现简单,无需特别编程,直接调用;
缺点:无法多线程控制,无法多用户并发生成报告,完全依赖本地Jmeter_Home目录的配置
Web进程多线程模式    GenerateReportLocal    采用本地web进程来实现CSV报告文件转化成html模板报告    优点:更加轻量级,多线程控制,使用更加轻便,配置简单(不依赖于Jmeter Home的配置);
缺点:需要依赖更多编程实现
默认执行脚本过程中,生成了CSV报告,通过【生成报告】按钮,触发将csv报告转换成html DashBoard(这一步也是通过Commons Exec调度jmeter命令完成),展示效果如下:

除了测试报告,还支持调试报告(显示接口请求信息,类似于Jmeter的查看结果树) ,原理是调用xls模板将JTL结果转为html报告(区别于测试报告是将CSV结果转为html报告),展示效果如下:

(4)分布式节点管理

分布式节点管理通过Ganymed远程执行linux命令,来启动或是停止各节点的Jmeter-server,启动命令格式如下:

 //启动节点
 String enableResult = ssh2Util.runCommand(
        "cd " + slave.getHomeDir() + "/bin/testCases/" + "\n" +
        "sh " + "../jmeter-server -Djava.rmi.server.hostname="+slave.getIp());
如果是禁用节点,就是通过远程执行杀进程的命令:

ssh2Util.runCommand("ps -efww|grep -w 'jmeter-server'|grep -v grep|cut -c 9-15|xargs kill -9");
这种方式挺方便,省了在多台linux节点机上,手动去连接和启动jmeter(分布节点越多越显得方便快捷)。而且节点管理支持节点权重控制(原理是基于进程修改线程组的线程数属性来实现)。

另外跟原来相比,分布式节点管理增加了校准功能,就是为了解决节点因为人为因素停了,而管理端不能及时的作出判断,现在通过校准可以将后台节点的进程状态跟前台同步一次(避免进程异常关闭或错误启动),目前不是自动校准。因为无论是实时监听端口还是定时校准,效率都不是最好的。以后可以尝试在压测过程中添加监听机制,来实时监测节点状态,而非压测时段就通过手动点击校准即可,这样会相对经济一些。

(5)监控扩展(Grafana+InfluxDB)
由于我在以前的一篇文章中写过有关Grafana+InfluxDB与Jmeter的监控(关于Jmeter长时间压测的可视化监控报告),可以直接拿过来集成使用。集成的方式是开启Grafana的匿名登录(在defaults.ini中配置),到官网下一个Jmeter的监控视图JSON模板导入,同时以跳转的方式将Grafana嵌入到平台的iframe中。

var URL_IP = parent.location.host;
var URL_PORT = parent.location.port;
window.location = "http://"+URL_IP.replace(":"+URL_PORT,"")+":3000/d/joulMbxmz/apache-jmeter-dashboard?orgId=1";


 另外可以将Grafana和InfluxDB及一键启动脚本与性能压测平台一起部署,实现在部署层面上进行集成和无缝对接使用。

写到这我们的性能压测平台前期部分基本介绍完了,还有些功能未开始开发,比如像阿里云PTS的压测场景配置,这比较复杂,相当于是把脚本的场景设置移到WEB界面上,另外还要结合定时器进行脚本的灵活调度(发起压测、结束压测、持续时间、测试周期等),目前来看还没想好怎么实现。但是可以先实现线程组的在线管理:

(6)线程组管理

线程组管理的原理也不复杂,就是上传脚本时,通过dom4j递归扫描Jmx脚本(本质上是xml)的节点,获取线程组的配置节点参数,保存入库,然后在界面上修改和管理,改完还可以同步回Jmx脚本(也是通过dom4j对xml进行set配置)。目前实现的管理的线程组类别包括默认的ThreadGroup、jp@gc - Stepping Thread Group、jp@gc - Ultimate Thread Group,这三种已经算最常用的了。线程组管理的目的就是免去简单的线程配置(如并发数配置、线程组禁用)还要线下设置,设置完又要上传,另外脚本的线程组配置在平台界面上也能一目了然,避免又要临时打开Jmeter工具进行查看。

(7)压测节点监控

既然有了分布式节点管理,那边我们也可以做到对节点的分布式监控,在Influxdb-Grafana的基础上,引入telegraf来实现;我们通过界面上,加入监控开启和停止的按钮,再结合节点上部署的一些批处理命令,来实现一键启动监控代理。

启动和关闭的核心代码如下:

     /**
     * 批量切换节点的监控状态
     */
    @Override
    public void updateMonitorBatchStatus(List<Long> slaveIds, Integer monitorStatus) {
        String execStr="";
        for (Long slaveId : slaveIds) {
            StressTestSlaveEntity slave = queryObject(slaveId);
            // 本机节点无需远程操作
            if ("127.0.0.1".equals(slave.getIp().trim())) {
                Runtime r = Runtime.getRuntime();  
                //执行本地操作系统命令,不关心返回结果,
                Process p = null;
                try {
                    if(OS_NAME_LC.startsWith("windows")){
                        if (StressTestUtils.ENABLE.equals(monitorStatus))
                            execStr = "cmd.exe /c \""+StressTestUtils.getJmeterHome()+"\\telegraf\\start.cmd\" -a";
                        else
                            execStr = "cmd.exe /c taskkill /im telegraf.exe /f";                    
                    }else{
                        if (StressTestUtils.ENABLE.equals(monitorStatus))
                            execStr = "sh "+StressTestUtils.getJmeterHome()+"/telegraf/startUp.sh "+slave.getSlaveName();
                        else
                            execStr = "sh "+StressTestUtils.getJmeterHome()+"/telegraf/stop.sh "+slave.getSlaveName();    
                    }
                    p = r.exec(execStr);
                    p.waitFor();
                } catch (Exception e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    if(null!=p){
                        p.destroy();
                        p=null;
                    }
                }
                //更新数据库
                slave.setMonitorStatus(monitorStatus);
                update(slave);
                continue;
            }
            //其他节点需要SSH远程连接
            SSH2Utils ssh2Util = new SSH2Utils(slave.getIp(), slave.getUserName(),
                    slave.getPasswd(), Integer.parseInt(slave.getSshPort()));
            // 避免跨系统的问题,远端由于都时linux服务器,则文件分隔符统一为/,不然同步文件会报错。
            String telegrafServer = slave.getHomeDir() + "/telegraf/telegraf";
            String md5Str = ssh2Util.runCommand("md5sum " + telegrafServer + " | cut -d ' ' -f1");
            if (!checkMD5(md5Str)) {
                throw new RRException(slave.getSlaveName() + " 监控模块出错!找不到telegraf启动文件!");
            }
            //如果是开启监控
            if (StressTestUtils.ENABLE.equals(monitorStatus)) {
                //启动监控
                execStr =
                        "sh " + slave.getHomeDir() + "/telegraf/startUp.sh " 
                              + slave.getSlaveName()+" "+stressTestUtils.getLocalIp();
            }else{
                //禁用监控
                execStr = "sh " + slave.getHomeDir() + "/telegraf/stop.sh";
            }
            String enableResult = ssh2Util.runCommand(execStr);
            logger.error(enableResult);
 
            if (!enableResult.contains("telegraf")) {
                throw new RRException(slave.getSlaveName() + " telegraf执行失败!请先尝试在节点机命令执行");
            }
 
            //更新数据库
            slave.setMonitorStatus(monitorStatus);
            update(slave);
        }
    }
       从代码我们也可以看出,我们将telegraf启动和配置文件都放置在jmeter节点的根目录下,这样能方便远程SSH调用,同时我们将监控平台的IP和节点名称也发送过去,并更新到telegraf.conf文件中,这样启动的telegraf进程就会将监控数据发回到我们的influxdb,并通过grafana监控到。以下是监控的效果:

       这样我们就实现了对压测机的监控(在测试过程中不对压测机监控是不合理的,特别是CPU、内存、网络IO等,万一出现测试机的性能瓶颈由于不能及时发现就会导致无用功),除了压测机的监控,我们可以由点及面,做出一个压测平台的监控服务平台,对被测服务端也进行监控。

(8)平台日志监控

       说是日志监控,目前只是实现了日志的前台展现功能,将info、debug、warn、error不同的日志级别用颜色标识。获取日志的方式是开通websocket通道,用spring-boot推送实时日志到前端页面显示,这种方式其实也没什么特别的,在网上能找到大把的实现方式,但其作用还是挺大的,平台运行或是压测过程中如果出现异常,直接在前台跟踪日志即可,没必要再跑到后台服务器上用tail命令跟踪了,易用性变强了。

更正说明:写这篇文章的时候,阿里云的PTS刚刚能支持原生jmeter(但前提是有项目支持你花这钱),也就是能支持websocket的压测,具体使用说明他们也提供了教程:https://help.aliyun.com/document_detail/93627.html?spm=5176.7946858.1219570.3.4ced572dQgCraE

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