性能常识 TPS、并发数与线程数,傻傻分不清楚

CKL的思考 · 2022年04月13日 · 最后由 CKL的思考 回复于 2022年04月14日 · 4072 次阅读

最近遇到了两个关于性能测试的场景,发现有三个很多人理不清楚的概念:TPS、并发数及线程数。这三者到底有什么关系呢?其实概念是相对简单的,但是在使用的时候,往往会有很多混淆的情况出现。

先说定义:

TPS:单位时间(每秒)处理的事务数。

并发数:同一时刻系统同时处理的请求数(相对并发,绝对并发)。

线程数:一般情况下,指是的虚拟用户数。

你看,是不是很清晰?

01 两个场景

场景一:登录接口能够承受秒级 1000 并发。

那么,这里的并发是 TPS?还是并发数?还是线程数?如果是你,你会如何解读呢?说说个人的理解:一般情况下,在做性能测试时,都不会去强调并发的概念。因为现实的场景中,除了秒杀、整点开抢等几类特殊的场景外,都不会进行狭义上的并发测试。所以,这里的 1000 并发,应该指的是 TPS 为 1000。

场景二:已知 TPS 是 1000,如何估算出系统支持的最大在线用户数?

这个是无法通过理论知识来估算出来的。因为这两者本身就没有什么直接的关系。用户在线,并不一定产生请求,又或者这些请求也不是我们要测试的场景。所以请求那些面试官或者产品经理能否尊重下性能测试?不要再问这些没有逻辑的问题?如果真想了解如何评估系统容量,请系统的学习下相关知识,而不是拿一个 TPS 强人所难。

02 澄清三者关系

并发数较好说,分为强并发和弱并发。所谓的强并发指的是单位时间内,同时请求的数量。类似的场景就是秒杀活动或者整点活动这类的场景。而我们通常说的并发,指的都是一段时间内(可以是秒级,也可以是分钟级的),系统能够处理的数据总量。这更符合我们的实际场景。

基于上面的概念,TPS = Vu(总请求数)/Time(响应时间 + 思考时间),(这里暂不考虑网络传输的时间,思考时间也可以忽略吧,你们的脚本会考虑这些么?复杂问题简单化)。而 Vu(总请求数)是怎么来的?

我们在模拟大批量的请求时,不太可能自己手动去点。所以需要借助工具来模拟。这就涉及到了线程数。通常情况下,一个线程数代表一个用户,在我们计划的执行时间或者执行次数下,向服务器发起请求。所以线程数只是我们模拟请求的概念,和实际的性能问题没有直接的关系,服务端只关心在一段时间内,处理了多少请求,并不关心这些请求是从哪里来的。如果你的负载机性能足够好,那么单位时间内,10000 个请求,你可以用 100 个线程执行 100 次,也可以用 1000 个线程执行 10 次。这完全是负载机的问题,虽然达到服务端的时间会有微小的差异,但基本上可以忽略。

03 TPS 与响应时间

其实,我们在描述系统的性能能力时,只说 TPS 是不够的。还需要考虑到响应时间和系统资源使用率,系统资源使用率在没太大瓶颈的前提下,可以不谈,但是不谈响应时间就不应该了。例如,有两个系统,TPS 都是 1000,但 A 系统的响应时间是 0.5S,B 系统的响应时间是 2S,你觉得哪个系统的性能好?明显可以看出,A 系统的 TPS 还有很大的提升空间嘛。就像你能考 100 分,是你努力的结果,而学霸考 100 分是因为卷面只有 100 分。对于 A 系统,应该继续往上压,找出更好的 TPS,而对于 B 系统,差不多要进行调优了。

04 TPS 中的 T

一般情况下,我们在讲 TPS 时,都是讲单接口的 TPS,也可以是 QPS(每秒查询事务数)。但是在实际的工作场景中,某一个 T(Transactions)都会有由若干个接口共同完成。很多性能测试工具,都提供了自定义 Transactions 的功能。因为这个 Transactions 才是描述客户行为的真实场景。所以在性能测试报告中,我们需要告诉用户你是如何定义 Transactions 的。不同的定义方法,TPS 会有较大的差异。不能为了追求数值上的好看,而忽略了真实场景。

05 小结

理清基础的概念,有助于指导我们在真实场景下的落地实践。不要过于纠结并发数,这个指标更多的是体现负载机的性能,通过 TPS 结合响应时间,才能更好地反馈系统的性能问题。同时,性能测试是个系统的专项工程,它有自己的方法论和评估体系,需要从业者更深入地了解和学习,而不是为了几个指标去做性能测试。别人可能因为不专业,所以不清楚,但我们是从业者,应该有能力去帮助产品或者客户澄清这些疑问,而不是听之任之。

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/TVN-zYCnt4TwWay9wdpSrA

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如果你的负载机性能足够好,那么单位时间内,10000 个请求,你可以用 100 个线程执行 100 次,也可以用 1000 个线程执行 10 次。这完全是负载机的问题,虽然达到服务端的时间会有微小的差异,但基本上可以忽略。

压力机用 1000 个线程还是 100 个线程,服务端的线程数也不同啊,并不是没有区别的,占用的资源自然也会不同

不要过于纠结并发数,这个指标更多的是体现负载机的性能,通过 TPS 结合响应时间,才能更好地反馈系统的性能问题

TPS 和响应时间都是随着并发数变化,没有了并发数,这两个值怎么确定,或许你想说的是 最大 TPS 和 对应的响应时间

墨妖 回复

""压力机用 1000 个线程还是 100 个线程,服务端的线程数也不同啊,并不是没有区别的,占用的资源自然也会不同""
压力机 1000 个线程不代表服务器也是 1000 个线程呀. 假设压力机开 1W 个线程. 线程调度时间大幅度增加, 服务器的线程就更小于 10000 这个数啦.

假设压力机调度 1000 线程用时间 0.002s, 如果被测 API 的服务器响应时间为 0.001s, 那么 理论上这 1000 个压力机线程最多只能造成服务器同时 500 的线程吧. 绝对的并发==并行, 如果要绝对的并发, 假设没有 IO 阻塞, 那只能开启 CPU 核心数量相同的进程数量来做了.

感觉并发数的概念, 很容易造成误导.😂

墨妖 回复

压力机的并发数 并不等于 服务器处理的并发数,这是两个概念。因为服务器的处理能力首先会取决于 Nginx 的分发能力(如果有的话,或者其它类似的中间件),所以对于中间件的配置,我们会最大线程数、等待线程数等等。

TPS+ 响应时间已经足够表达了服务器的处理能力了。因为服务器并不关心压力是怎么产生的。它只负责处理。

4楼 已删除
CKL的思考 构建性能测试知识体系 中提及了此贴 05月05日 14:49
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