接口性能测试--基础理论

1. 什么是接口性能测试？

对于一个用户来说，性能的好坏最直接的体现就是响应速度快还是慢。但是对于研发和测试人员来说，性能的关注点就不仅局限在响应速度了，还包括并发用户数、在线用户数、服务处理能力、错误率、以及服务器资源耗费、系统稳定性等等。

接口性能测试就是利用测试工具模拟真实场景大量用户的访问，来检验接口服务的响应是否满足用户期望，同时验证得到接口服务所能承受的最大访问量，为接口服务的优化、服务器资源的调配等提供依据。

2. 性能模型

为了进一步理解接口性能测试，我们先来看看下面超市收银台的例子，事先做如下假设：

• 超市共有3个收银台；
• 每个收银台收银时间固定为5分钟（不论购物多少）；
• 顾客都是很有时间观念的人而且非常挑剔，他们对于每次结账所能容忍的等待时间+结账时间是15分钟。如果15分钟还不能结账，顾客会立马生气走人。

通过上面的假设，我们不难想象出下面的场景：

case1：1位顾客

当收银台只有1位顾客结账时，只需要1名收银员为他提供服务，其他两个收银台的收银员就闲着。顾客结账的时间是5分钟，收银台也只服务了1位顾客。

case 2：2位顾客

当收银台同时有两位顾客时，就会同时有两名收银员在为顾客服务，另外1位收银员则闲着。两位顾客结账的时间仍然是各5分钟，而收银台服务了两名顾客。

case 3：3位顾客

当收银台同时有3位顾客时，收银台可以在5分钟内同时服务3位顾客，每位顾客花费的结账时间仍然是各5分钟。

从上面3个case可以发现，在超市收银台同时服务的顾客数量从1位增加到3位的过程中，随着顾客数量的增多，收银台的整体工作效率在提高，但是每位顾客结账所消耗的时间并未延长。

case 4：6位顾客

不过随着顾客的增加，会出现新的场景。假设顾客A、B、C刚刚好准备结账，这时又过来了顾客D、E、F，因为A、B、C三位顾客先开始结账，所以D、E、F三位只好等着，5分钟后，A、B、C三位结完账走了，他们每个人结账的时间均为5分钟，可是D、E、F三位就没有这么好运，因为他们要先等A、B、C三位结完账才能结，所以他们每个人这次结账所花费的时间均为10分钟，包括等待5分钟和结账5分钟。

通过上面这个case我们可以发现，对于超市收银台来说，都是5分钟服务三位顾客，第1个5分钟是A、B、C，第二个5分钟是D、E、F；但是对于顾客D、E、F来说，“响应时间”延长了。理解了上面的这些场景，我们继续往下。

case 5：9位顾客

在新的场景中，我们假设超市收银台一次有9位顾客等待结账，根据我们上面的场景，相信你不难推断，这9位顾客中有3位的“响应时间”为5分钟，有3位的“响应时间”为10分钟（等待5分钟+结账5分钟），还有3位的“响应时间”为15分钟（等待10分钟+结账5分钟），已经达到用户所能忍受的极限。

case 6: 10位顾客

假如在把case5中的顾客数量改为10，那么根据上面的假设，我们可以断定，第10位顾客因为等待时间过长而无法忍受，最终离开超市，相当于1次超时错误，错误率=错误次数/总请求次数。

3. 性能指标

上面的例子实际就是简化版的应用系统访问的场景，里面涉及到3个性能测试的重要指标：

1）并发用户数：

即同一时刻内同时执行一个操作的用户，如上面收银场景下，多个用户在收银台结账，就可以理解为是并发用户。

2）TPS：

每秒钟系统能够处理的交易或事务的数量，这是衡量系统处理能力的重要指标，在上面收银场景中，每个收银台每5分钟可以完成一个顾客的结账，超市有3个收银台，那整个超市的最大处理能力就是3单/5min，只是时间单位与TPS不同（为了保持性能测试中TPS的专有名称，下文统一将超市的处理能力也以TPS代替），不同顾客时，TPS分别为：

• 1位顾客：1单/5分钟
• 2位顾客：2单/5分钟
• 3位顾客：3单/5分钟
• 4-6位顾客：3单/5分钟
• 7-9位顾客：3单/5分钟
• 10位顾客之后：第10位顾客因为等待时间过长而准备离开超市，离开时与收银员发生冲突，导致收银员收银工作受到影响，因而超市实际的TPS会小于3单/5分钟，如果顾客继续增加，不但结账需要排队，进入超市入口也会排队，极端情况下，进入超市的顾客和结完账即将离开超市的顾客都挤在超市门口，谁也动不了，这就是服务器资源被耗尽，系统被压垮的场景。

3）响应时间：

响应时间指用户从客户端发起一个请求开始，到客户端接收到从服务器端返回的响应结束，整个过程所耗费的时间，不同业务对于响应时间的要求也不同，一般互联网应用服务接口响应时间需要小于300ms，部分核心业务接口响应时间小于100ms。上面收银的场景，响应