软件性能测试、分析与调优实践之路

特别感谢夏毓彦编辑一直对我的支持和鼓励，正是有了清华大学出版社各位老师的帮助才有了这本关于性能测试分析、诊断调优的书，也特别感谢蒋彪等众多挚友在我困难的时候给了我很多的帮助。由于作者水平和时间的限制，书中难免会存在一些错误和不足之处，还望见谅并帮忙指正，也恳请读者提出宝贵的意见和建议。

作者于南京

2020年3月

本书主要分享作者在多年软件测试从业中积累的关于性能测试、分析诊断与调优的技巧以及实战经验，使读者在性能测试、分析诊断与调优能力上有进一步的提升。 本书分为8章，首先从性能测试的基础理论开始介绍，包括性能测试的基本概念、常见的性能指标、性能测试流程等，接着会介绍Linux和Windows服务器的性能指标监控和性能分析技巧、Web中间件和应用中间件的常见性能诊断调优方法、Java应用程序的性能分析诊断调优技巧、MySQL数据库以及安卓APP的常见性能分析诊断方式，*后会结合LoadRunner、JMeter等常见性能测试工具以及结合HTTP、RPC等常见的传输协议一起来剖析真实的性能测试分析调优案例。 本书适合性能测试初学者、测试工程师、测试经理、研发经理、技术经理作为技术参考书，也适合高等院校与培训学校软件测试相关专业的师生作为教学参考书。

张永清从事功能测试、自动化测试、性能测试、Java软件开发、大数据开发、架构师等工作十多年，在自动化测试设计、性能测试设计、性能诊断、性能调优、分布式架构设计等方面积累了多年经验。参与过的系统涉及公安、互联网、移动互联网、大数据、人工智能等领域。先后任职于江苏飞搏软件、苏宁大数据研发中心、苏宁研究院、苏宁人工智能研发中心、紫金普惠研发中心，历任测试经理、技术经理、部门经理、高级架构师等职位。重点关注大数据、图像处理、高性能分布式架构设计等领域。著有图书《RobotFramework自动化测试框架核心指南》。

第1章  性能测试、分析与调优基础 / 1

1.1  性能测试的基础 / 1

1.1.1  性能测试的分类 / 2

1.1.2  性能测试的场景 / 2

1.2  常见的性能测试指标 / 3

1.2.1  响应时间 / 3

1.2.2  TPS/QPS / 3

1.2.3  并发用户 / 4

1.2.4  PV/UV / 4

1.2.5  点击率 / 4

1.2.6  吞吐量 / 5

1.2.7  资源开销 / 5

1.3  性能测试的目标 / 5

1.4  性能测试的基本流程 / 6

1.4.1  性能需求分析 / 6

1.4.2  制定性能测试计划 / 7

1.4.3  编写性能测试方案 / 8

1.4.4  编写性能测试案例 / 9

1.5  性能分析调优模型 / 10

1.6  性能分析调优思想 / 11

1.6.1  分层分析 / 11

1.6.2  科学论证 / 12

1.6.3  问题追溯与归纳总结 / 13

1.7  性能调优技术 / 14

1.7.1  缓存调优 / 14

1.7.2  同步转异步推送 / 14

1.7.3  拆分 / 15

1.7.4  任务分解与并行计算 / 16

1.7.5  索引与分库分表 / 16

第2章  服务器的性能监控与分析 / 18

2.1  Linux服务器的性能监控与分析 / 18

2.1.1  通过vmstat深挖服务器的性能问题 / 18

2.1.2  如何通过mpstat 分析服务器的性能指标 / 21

2.1.3  如何通过pidstat发现性能问题 / 23

2.1.4  从lsof中能看到什么 / 29

2.1.5  如何通过free看懂内存的真实使用 / 37

2.1.6  如何通过top发现问题 / 38

2.1.7  网络流量如何监控 / 40

2.1.8  nmon对Linux服务器的整体性能监控 / 47

2.2  Windows服务器的性能监控与分析 / 50

2.2.1  Windows性能监视器 / 50

2.2.2  Windows性能监视器下的性能分析 / 61

第3章  Web中间件的性能分析与调优 / 63

3.1  Nginx的性能分析与调优 / 63

3.1.1  Nginx负载均衡策略的介绍与调优 / 63

3.1.2  Nginx进程数的配置调优 / 65

3.1.3  Nginx事件处理模型的分析与调优 / 66

3.1.4  Nginx客户端连接数的调优 / 68

3.1.5  Nginx中文件传输的性能优化 / 68

3.1.6  Nginx中FastCGI配置的分析与调优 / 70

3.1.7  Nginx的性能监控 / 72

3.2  Apache的性能分析与调优 / 73

3.2.1  Apache的工作模式选择和进程数调优 / 73

3.2.2  Apache的mod选择与调优 / 77

3.2.3  Apache的KeepAlive调优 / 79

3.2.4  Apache的ab压力测试工具 / 79

3.2.5  Apache的性能监控 / 81

第4章  应用中间件的性能分析与调优 / 84

4.1  Tomcat的性能分析与调优 / 84

4.1.1  Tomcat的组件以及工作原理 / 84

4.1.2  Tomcat容器Connector性能参数调优 / 88

4.1.3  Tomcat容器的I/O分析与调优 / 89

4.2  WildFly的性能分析与调优 / 92

4.2.1  WildFly Standalone模式介绍 / 92

4.2.2  WildFly Standalone模式管理控制台性能参数调优 / 95

4.2.3  WildFly Standalone模式性能监控 / 103

第5章  Java应用程序的性能分析与调优 / 112

5.1  JVM基础知识 / 112

5.1.1  JVM简介 / 112

5.1.2  类加载器 / 113

5.1.3  Java虚拟机栈和原生方法栈 / 115

5.1.4  方法区与元数据区 / 116

5.1.5  堆区 / 116

5.1.6  程序计数器 / 117

5.1.7  垃圾回收 / 118

5.1.8  并行与并发 / 123

5.1.9  垃圾回收器 / 123

5.2  JVM如何监控 / 124

5.2.1  jconsole / 124

5.2.2  jvisualvm / 130

5.2.3  jmap / 141

5.2.4  jstat / 141

5.3  JVM性能分析与诊断 / 142

5.3.1  如何读懂GC日志 / 142

5.3.2  jstack / 147

5.3.3  MemoryAnalyzer / 152

5.4  JVM性能调优技巧 / 160

5.4.1  如何减少GC / 160

5.4.2  另类Java内存泄漏 / 161

第6章  MySQL数据库的性能分析 / 163

6.1  MySQL数据库的性能监控 / 163

6.1.1  如何查看MySQL数据库的连接数 / 163

6.1.2  如何查看MySQL数据库当前运行的事务与锁 / 164

6.1.3  MySQL中数据库表的监控 / 166

6.1.4  性能测试时MySQL中其他常用监控 / 168

6.2  MySQL数据库的性能定位 / 171

6.2.1  慢SQL / 171

6.2.2  执行计划 / 173

第7章  性能测试、分析与调优案例实践 / 176

7.1  JMeter对HTTP服务的性能压测分析与调优 / 176

7.2  LoadRunner对HTTP服务的性能压测分析与调优 / 187

7.3  JMeter对RPC服务的性能压测分析与调优 / 202

7.3.1  JMeter 如何通过自定义Sample来对RPC服务进行压测 / 202

7.3.2  JMeter对GRPC服务的性能压测分析与调优 / 211

第8章  安卓APP的性能分析 / 218

8.1  adb / 218

8.2  DDMS / 221

8.3  Android Studio profiler / 231

8.4  systrace / 238

本书主要分享作者在多年软件测试从业中积累的关于性能测试、分析诊断与调优的技巧以及实战经验，使读者在性能测试、分析诊断与调优能力上有进一步的提升。 本书分为8章，首先从性能测试的基础理论开始介绍，包括性能测试的基本概念、常见的性能指标、性能测试流程等，接着会介绍Linux和Windows服务器的性能指标监控和性能分析技巧、Web中间件和应用中间件的常见性能诊断调优方法、Java应用程序的性能分析诊断调优技巧、MySQL数据库以及安卓APP的常见性能分析诊断方式，*后会结合LoadRunner、JMeter等常见性能测试工具以及结合HTTP、RPC等常见的传输协议一起来剖析真实的性能测试分析调优案例。 本书适合性能测试初学者、测试工程师、测试经理、研发经理、技术经理作为技术参考书，也适合高等院校与培训学校软件测试相关专业的师生作为教学参考书。

张永清从事功能测试、自动化测试、性能测试、Java软件开发、大数据开发、架构师等工作十多年，在自动化测试设计、性能测试设计、性能诊断、性能调优、分布式架构设计等方面积累了多年经验。参与过的系统涉及公安、互联网、移动互联网、大数据、人工智能等领域。先后任职于江苏飞搏软件、苏宁大数据研发中心、苏宁研究院、苏宁人工智能研发中心、紫金普惠研发中心，历任测试经理、技术经理、部门经理、高级架构师等职位。重点关注大数据、图像处理、高性能分布式架构设计等领域。著有图书《RobotFramework自动化测试框架核心指南》。