二. Memory
  Memory资源也有三方面需要关注:可用内存,swap占用,页面交换(Paging),仍然借助一张图来说明:


  
Virtual Memory

  这里讲到的内存,包括物理内存和虚拟内存,如上图所示,物理内存和硬盘上的一块空间(SWAP)组合起来作为虚拟内存(Virtual Memory)为进程的运行提供一个连续的内存空间,这样的好处是进程可用的内存变大了,但需要注意的是,SWAP的读写速度远低于物理内存,并且物理内存和swap之间的数据交换会增加系统负担。虚拟内存被分成页(x86系统默认页大小为4k),内核读写虚拟内存以页为单位,当物理内存空间不足时,内存调度会将物理内存上不常使用的内存页数据存储到磁盘的SWAP空间,物理内存与swap空间之间的数据交换过程称为页面交换(Paging)。
  可用内存(free memory):内存占用的直观数据,vmstat输出free的值,可用内存过小将影响整个系统的运行效率,对于稳定运行的系统,free可接受的范围通常应该大于物理内存的20%,即内存占用应该小于物理内存的80%。在压力测试时,系统内存资源的情况应该用可用内存结合页面交换情况来判断,如果可以内存很少,但页面交换也很少,此时可以认为内存资源还对系统性能构成严重影响。
  页面交换(Paging):页面交换包括从SWAP交换到内存和从内存交换到SWAP,如果系统出现频繁的页面交换,需要引起注意。可以从vmstat的si和so获取:
  · si:每秒从SWAP读取到内存的数据大小
  · so:每秒从内存写入到SWAP的数据大小
  SWAP空间占用:可以从vmstat的swpd来获取当前SWAP空间的使用情况,应该和页面交换结合来分析,比如当swpd不为0,但si,so持续保持为0时,内存资源并没有成为系统的瓶颈。
  三. Disk
  磁盘通常是系统中慢的一环,一是其自身速度慢,即使是SSD,其读写速度与内存都还存在数量级的差距,二是其离CPU远。另外需要说明的是磁盘IO分为随机IO和顺序IO两种类型,在性能测试中应该先了解被测系统是偏向哪种类型。
  随机IO:随机读写数据,读写请求多,每次读写的数据量较小,其IO速度更依赖于磁盘每秒能IO次数(IOPS)。
  顺序IO:顺序请求大量数据,读写请求个数相对较少,每次读写的数据量较大,顺序IO更重视每次IO的数据吞吐量。
  对于磁盘,首要关注使用率,IOPS和数据吞吐量,在Linux服务区,可以使用iostat来获取这些数据。
[hbase@ecs-097 ~]$ iostat -dxk 1
Linux 2.6.32-504.3.3.el6.x86_64 (ecs-097)     08/01/2016     _x86_64_    (4 CPU)
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
0.52    0.00    0.13    0.06    0.00   99.28
Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
xvda              0.10     6.63    0.40    2.57     6.22    36.80    29.00     0.04   14.63   1.19   0.35
  (设备)使用率:统计过程中处理I/O请求的时间与统计时间的百分比,即iostat输出中的%util,如果该值大于60%,很可能降低系统的性能表现。
  IOPS:每秒处理读/写请求的数量,即iostat输出中的r/s和w/s,个人PC的机械硬盘IOPS一般在100左右,而各种公有云/私有云的普通服务器,也只在百这个数量级。预先获取到所用服务区的IOPS能力,然后在性能测试中监控试试的IOPS数据,来衡量当前的磁盘是否能满足系统的IO需求。
  数据吞吐量:每秒读/写的数据大小,即iostat输出中的rkB/s和wkB/s,通常磁盘的数据吞吐量与IO类型有直接关系,顺序IO的吞吐能力明显优与随机读写,可以预先测得磁盘在随机IO和顺序IO下的吞吐量,以便于测试时监控到的数据进行比较衡量。
  四. Network
  网络本身是系统中一个非常复杂的部分,但常规的服务端性能测试通常放在一个局域网进行,因为我们首先关注被测系统自身的性能表现,并且需要保证能在较少的成本下发起足够大的压力。因此对于多数系统的性能测试,我们主要关注网络吞吐量即可,对于稳定运行的系统,需要为被测场景外的业务流出足够的带宽;在压力测试过程中,需要注意瓶颈可能来自于带宽。
  在Linuxf服务器,可以使用iptraf来查看本机网络吞吐量,如:
[root@ecs-097 ~]# iptraf -d eth0
x Total rates:         67.8 kbits/sec        Broadcast packets:            0x
x                      54.2 packets/sec      Broadcast bytes:              0                                                                                                                x
x                                                                                                                                                                                           x
x Incoming rates:      19.2 kbits/sec                                                                                                                                                       x
x                      25.4 packets/sec                                                                                                                                                     x
x                                            IP checksum errors:           0                                                                                                                x
x Outgoing rates:      48.7 kbits/sec                                                                                                                                                       x
x                      28.8 packets/sec
  五. 总结
  性能测试中,数据收集很重要,但是更重要的是快速抓住关键数据,读懂数据的含义。
  本文主要介绍服务端性能测试中,对于CPU、内存等各种系统资源,通常首要关注的数据,以及这些数据在Linux服务器上的获取方式。
  在实际测试中,通常会持续收集这些数据,如使用nmon,JMeter的PerfMon插件,以及zabbix等专门的系统监控工具,这不在本文展开了。