j2ee性能调优之最小化资源压力测试法则

摘要:我提倡使用最小化资源的方式做一次压力测试，排除大部分浅显的应用问题。最小资源的意思，即在pc环境，使用应用可以运行的最小资源状态下，进行压力测试和性能问题侦测的工作。

        前面看到有人讲j2ee的性能调优，虽然这块不是自己的专长，但是猪养多了，也忍不住跳出来说几句。

        虽然几乎每本讲性能调优的书籍开篇都会提，没必要的情况下就不要做调优，但是我个人还是认为，所有系统在上线前，都应该做一次基本的压力测试并对相关的性能问题进行检测， 但是迫于资源压力，很多项目都无法做正规的压力测试，一直到系统上线出现问题，才倒回来找原因。而正规的压力测试，往往因为需要严格模拟生产环境，需要耗费大量的资源，各类专家配合解决问题，并不是那么轻松的可以做下来的。

        而j2ee应用的特点就是以复杂性来回避传统问题，所以任意一个j2ee的部署，相对于php那样的结构都是比较复杂的。系统一旦发生性能问题，必须在程序、数据库、应用服务器 、jvm、操作系统几大块中交叉进行考虑，根据实际情况问题，问题的原因可能异常复杂。我们可以想象一个项目，从来不做UT不做IT ，只做一次UAT，然后直接提交给用户上线以后，修补错误的困难度和成本。

        经常看到一些调优的最后解决方案，可以肯定，几乎80%以上都是一些低级的程序错误导致的，剩下的20%虽然可能是用硬件，os参数调整等等问题解决了，但是其中很大一块，归根到底也是程序的问题。 而在我们回顾这些错误的时候可以很惊人的发现，大部分都是一些低级错误。

        我提倡使用最小化资源的方式做一次压力测试，排除大部分浅显的应用问题。最小资源的意思，即在pc环境，使用应用可以运行的最小资源状态下，进行压力测试和性能问题侦测的工作。这种做法的优点如下。

        1. 环境容易搭建， 特别是不需要考虑大型硬件和网络条件等等，也回避了开发人员可能不熟悉unix和特定应用服务器等问题

        2. 不需要特别的数据库，操作系统和应用服务器专家配合，开发人员自身即可完成。

        3. 不需要特别的依赖os和应用服务器，jvm的监测工具。选择自己最熟悉的即可。

        4. 开发人员在熟悉这种过程以后，再转到正式的生产环境工作时也更有经验，更容易解决问题。

        对测试过程做一点简单介绍。

        工具准备：

        得益于开源技术的发展，大部分工具都可以免费获得，使用也比较简单。

        1. jvm 监控： 对jvm的运行状态进行分析， 可以使用jvm自身带的特性输出日志，结合hp的jmeter profile进行分析。也可以使用jrockit自带的图形化工具mession control。

        熟悉什么用什么，越简单越好，目的主要是观察内存堆的变化，线程资源变化，gc情况等。

        2. 数据库监控工具： 熟悉数据库的使用数据库自身的特性，不熟悉的可以使用第三方工具，主要目的是观察数据库的锁，连接数信息， 对于db2我比较喜欢使用quest central。 oracle使用OEM或者自身的数据字典已经可以。

        3. 应用服务器监控： 主要目的是记录方法的调用情况和执行时间，找出频繁调用的方法和执行时间过长的方法。使用jprobe和jprofile都可以很轻松的做到。如果使用的应用服务器比较偏门，那么可以换一个支持这种检测工具的应用服务器。反正主要目的只是在找问题。

        4.  sql执行监控：跟踪找出执行时间过长的sql。 我喜欢使用p6spy。

        5. 压力工具： jmeter+badboy , 有条件的可以用loadrunner，和loadrunner近似的还有一个免费的开源产品。 另外web 应用的话，也可以使用selenium这样的ff扩展来做。微软vs自带的也不错，反正是什么简单用什么。

        6. 记录表格： 对问题和资源配置的变更进行记录和对比。

        我发现有些人做压力测试，只用压力工具来跑，不肯用各类proile工具来跟踪应用和数据库使用情况，加上经验又不足，结果测来测去都是瞎猜。

        设置：

        1. 数据库： 如果未使用连接池， 则尽可能的将数据库允许连接设置成最小数字，推荐是从1开始。如果使用连接池，则设置为1.

        随着并发模拟数的增加也可以适当上调，但是一定要低于压力工具模拟的并发用户数。数据库环境尽可能接近生产环境，至少要有足够的测试数据。

        2. 应用服务器： 对jvm启动堆做最小化设置。比应用服务器要求的最低内存略高，保证应用可以正常启动即可。根据模拟用户数增加可以小步适当上调，但是以保证应用基本运行即可。千万别来大内存。

        3. 压力模拟并发数，从1开始逐步往上加。一次加1，2个，上限不要太高，5-10个足以。

        步骤

        1. 按1用户1连接的方式进行检测

        * 找出系统是否存在明显的资源泄露，比如数据库连接，如果存在泄露此种情况下服务器很容易就hold。

        * 找出执行时间过长的java方法和sql。进行分析修改。

        * 找出那些调用过多的方法和sql，对程序进行分析，看是否做了不必要的调用。 这个问题尤其在使用了第三方包的情况下要小心，我曾经监测出某人写的东西一个方法间接的调用了数据库操作近200次。

        有些人做测试喜欢从5以上的数字开始，实在不是什么好习惯，比较明显的问题都容易回避了。

        2.  适当增加并发用户，尽可能不调整应用内存，对系统进行长时间的压力测试，比如2-4个小时。重点观察是否存在内存泄露问题。 内存泄露的问题比较复杂，有时候还依赖于jvm和os，另外有些内存泄露只能在大并发的多线程环境下才会出现。但是这种测试可以排除掉一些明显的问题，主要是缓存和队列之类的东西。内存泄露一般jvm会有报错和相关的日志dump文件。

        3.  逐步增加并发用户和连接数，观察是否存在sql锁 和线程锁的问题。另外并发情况下也可能存在其他一些资源冲突，比如读写文件的情况等等。

        线程情况可以使用监控工具观察，比如jrockit带的mc， 也可以直接dump jvm 内存快照找工具分析。

        4.  尽可能增加并发用户数，以当前应用能承担的上线进行长时间测试，比如半天到1天，观察是否会存在内存泄露，是否会存在线程资源消耗的问题。也需要检查一下数据库的连接数情况，看是否会一直持续增加，这说明连接池实现有问题，或者设置过大，也可能是jdbc的问题。

        5. 其他： 对jvm 可以使用sun和bea的都对比跑一下， 两个实现情况大不同。 jr大并发支持好，所以可能jr上没问题，但是sun的就有问题了。

        大部分的问题应该都可以在步骤1，2能得到暴露。在完成了这样的初步测试以后，正式的测试就省心不少了，如果客户有钱，性能不好也可以直接更新硬件了，省事又创造GDP。