电脑瓶颈测试 | 如何测试性能瓶颈

1. 如何测试性能瓶颈

1．每秒数据流量（Mbps或Gbps）

　　每秒数据流量是指网络上每秒通过某节点的数据量。这个指标是反应网络入侵检测系统性能的重要指标，一般涌Mbps来衡量。例如10Mbps, 100Mbps和1Gbps。

　　网络入侵检测系统的基本工作原理是嗅探（Sniffer），它通过将网卡设置为混杂模式，使得网卡可以接收网络接口上的所有数据。

　　如果每秒数据流量超过网络传感器的处理能力，NIDS就可能会丢包，从而不能正常检测攻击。但是NIDS是否会丢包，不主要取决于每秒数据流量，而是主要取决于每秒抓包数。

　　2．每秒抓包数（pps）

　　每秒抓包数是反映网络入侵检测系统性能的最重要的指标。因为系统不停地从网络上抓包，对数据包作分析和处理，查找其中的入侵和误用模式。所以，每秒所能处理的数据包的多少，反映了系统的性能。业界不熟悉入侵检测系统的往往把每秒网络流量作为判断网络入侵检测系统的决定性指标，这种想法是错误的。每秒网络流量等于每秒抓包数乘以网络数据包的平均大小。由于网络数据包的平均大小差异很大时，在相同抓包率的情况下，每秒网络流量的差异也会很大。例如，网络数据包的平均大小为1024字节左右，系统的性能能够支持10,000pps的每秒抓包数，那么系统每秒能够处理的数据流量可达到78Mbps，当数据流量超过78Mbps时，会因为系统处理不过来而出现丢包现象；如果网络数据包的平均大小为512字节左右，在10,000pps的每秒抓包数的性能情况下，系统每秒能够处理的数据流量可达到40Mbps，当数据流量超过40Mbps时，就会因为系统处理不过来而出现丢包现象。

　　在相同的流量情况下，数据包越小，处理的难度越大。小包处理能力，也是反映防火墙

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性能的主要指标。

　　3．每秒能监控的网络连接数

　　网络入侵检测系统不仅要对单个的数据包作检测，还要将相同网络连接的数据包组合起来作分析。网络连接的跟踪能力和数据包的重组能力是网络入侵检测系统进行协议分析、应用层入侵分析的基础。这种分析延伸出很多网络入侵检测系统的功能，例如：检测利用HTTP协议的攻击、敏感内容检测、邮件检测、Telnet会话的记录与回放、硬盘共享的监控等。

　　4．每秒能够处理的事件数

　　网络入侵检测系统检测到网络攻击和可疑事件后，会生成安全事件或称报警事件，并将事件记录在事件日志中。每秒能够处理的事件数，反映了检测分析引擎的处理能力和事件日志记录的后端处理能力。有的厂商将反映这两种处理能力的指标分开，称为事件处理引擎的性能参数和报警事件记录的性能参数。大多数网络入侵检测系统报警事件记录的性能参数小于事件处理引擎的性能参数，主要是Client/Server结构的网络入侵检测系统，因为引入了网络通信的性能瓶颈。这种情况将导致事件的丢失，或者控制台响应不过来了。

2. 如何测试性能瓶颈的好坏

1、容量

固态硬盘与机械硬盘一样，容量越大越好，容量越大，能够存储的东西就越多，体验自然越好。并且大容量固态硬盘寿命往往也要更好一些。

2、固态硬盘芯片颗粒

固态硬盘主要由高速芯片存储组成，最为核心的东西，就是芯片颗粒。固态硬盘颗粒有三种类型，分别为SLC、MLC、TLC，从档次来看，SLC>MLC>TLC,时下主流固态硬盘一般采用MLC颗粒，而高端固态硬盘则采用的SLC颗粒。

MLC和TLC特性比较

此外，固态硬盘缓存也是需要注意的，缓存越大，性能相对来说，就更好。

3、读写速度

传统的机械硬盘读写速度偏慢，已经成为时下电脑的主要瓶颈，随着固态硬盘的流行，其读取速度是普通机械硬盘的好几倍，很好的解决电脑性能瓶颈。不过，不同的固态硬盘，读取速度也会存在一定的差距，对于用户来说，只要知道固态硬盘读取速度越大越好，越大，说明读取与写入速度更快。

4、品牌

目前市场的固态硬盘品牌众多，包含一些知名和不知名的，掐指一数也至少超过20个品牌，如三星、浦科特、金士顿、影驰、闪迪、Intel、威刚、OCZ、金胜维、金泰克、镁光、东芝、创见、创久等品牌均有固态硬盘产品。

其中前十大品牌分别为：三星、浦科特、金士顿、影驰、闪迪、Intel、威刚、OCZ、金胜维。

5、接口

在选购SSD固态硬盘的时候，还需要看固态硬盘接口，目前主流固态硬盘接口为SATA3.0(6Gb/s)，该接口可以充分满足SSD高速传输需求，而SATA2.0接口对固态硬盘性能影响很大，因此在选购SSD固态硬盘的时候，需要留意下是否为SATA3.0接口，并且还要查看电脑主板是否支持SATA3.0，只有两者均支持，才能发挥SSD最佳性能。

3. 如何测试性能瓶颈问题

测试类型有：功能测试，性能测试，界面测试。

功能测试在测试工作中占的比例最大，功能测试也叫黑盒测试。是把测试对象看作一个黑盒子。利用黑盒测试法进行动态测试时，需要测试软件产品的功能，不需测试软件产品的内部结构和处理过程。采用黑盒技术设计测试用例的方法有：等价类划分、边界值分析、错误推测、因果图和综合策略。

性能测试是通过自动化的测试工具模拟多种正常、峰值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试。负载测试和压力测试都属于性能测试，两者可以结合进行。通过负载测试，确定在各种工作负载下系统的性能，目标是测试当负载逐渐增加时，系统各项性能指标的变化情况。压力测试是通过确定一个系统的瓶颈或者不能接收的性能点，来获得系统能提供的最大服务级别的测试。

　界面测试，界面是软件与用户交互的最直接的层，界面的好坏决定用户对软件的第一印象。而且设计良好的界面能够引导用户自己完成相应的操作，起到向导的作用。同时界面如同人的面孔，具有吸引用户的直接优势。设计合理的界面能给用户带来轻松愉悦的感受和成功的感觉，相反由于界面设计的失败，让用户有挫败感，再实用强大的功能都可能在用户的畏惧与放弃中付诸东流。

　区别在于，功能测试关注产品的所有功能上，要考虑到每个细节功能，每个可能存在的功能问题。性能测试主要关注于产品整体的多用户并发下的稳定性和健壮性。界面测试更关注于用户体验上，用户使用该产品的时候是否易用，是否易懂，是否规范(快捷键之类的)，是否美观(能否吸引用户的注意力)，是否安全(尽量在前台避免用户无意输入无效的数据，当然考虑到体验性，不能太粗鲁的弹出警告)?做某个性能测试的时候，首先它可能是个功能点，首先要保证它的功能是没问题的，然后再考虑该功能点的性能测试

4. 性能测试如何识别性能瓶颈

首先：什么是压力测试？

1. 主要是为了测试系统的稳定性。

2.理论上来说，一般来说稳定性测试都是要求7*24小时。一般来说，结合监控，不需要也没有条件去进行长时间的压力测试。

其次：为什么要做压力测试。

高压力指：给系统施加压最大压力直到系统崩溃，测试系统最大能够承受多少用户数。因为系统上线可能就会出现这种情况，如果没有经过持续性能压力测试，并不知道系统的稳定如何，在运维的过程会导致系统就会崩溃、资源利用率消耗过高、内存溢出等情况。

资源利用率从以下几点来考虑：

一般任何软件系统都是构建在操作系统的基础上，最终都是消耗的系统资源，因此监控系统资源的使用情况也可以反映和帮助我们去判断、分析性能情况。

常见的：

CPU：

内存：

磁盘：

带宽：一般来说，系统资源的利用率对于性能的意义远远小于其作为分析、定位性能瓶颈的意义。

再次：做压力测试作用。

为了更好的保证系统的稳定性及可靠性。

总结：没有做过压力测试的项目风险较大，系统在日常运维护的过程中，可能会稳定性问题例如：系统崩溃、内存泄漏、CPU资料消耗占比超过80%以上。

5. 性能测试难点

构成50米跑的动作技术环节有：起跑、起跑后的加速跑、途中跑、冲刺跑，都是跑，很显然，这四个动作技术环节中，途中跑是重点。

途中跑距离最长。学生途中跑能力如何，速度快不快，保持距离长不长，影响着50米跑的成绩。当然，对于比赛和测试成绩而言起跑和冲刺也很重要，起跑太慢、冲刺不快都影响成绩。

根据50米快速跑不同的教学目的设计相应的教学内容或手段，例如：

1、提高身体重心——提踵、垫步高抬腿

2、促进重心前移送髋——髋部侧扭弓步走、直腿趴地跑、抬腿顶膝

3、下压和高抬腿——单腿提膝下压

4、提高步频与步幅——短距离标志跑

5、快速跑——短距离标志跑

6. 性能测试关键点

沥青混凝土路面施工中常见质量控制关键点有：

1．基层强度、平整度、高程的检查与控制；

2．沥青混凝土材料的检查与试验；

3．集料的级配、沥青混凝土配合比设计和试验；

4．路面施工机械设备配置与组合；

5．沥青混凝土的运输及摊铺温度控制；

6．沥青混凝土摊铺厚度控制和摊铺中的离析控制；

7．沥青混凝土的碾压与接缝施工。

7. 如何测试性能瓶颈程度

瓶颈工具：瓶颈性能测试的直观监控图。

在性能测试中，导致性能出现瓶颈的原因很多，但通过直观的监控图表现出来的样子，根据出现的频次，大概有如下几种：

下面对常见的几种性能瓶颈原因进行解析，并说说常见的一些调优方案：

1、TPS波动较大

原因解析：出现TPS波动较大问题的原因一般有网络波动、其他服务资源竞争以及垃圾回收问题这三种。

性能测试环境一般都是在内网或者压测机和服务在同一网段，可通过监控网络的出入流量来排查；

其他服务资源竞争也可能造成这一问题，可以通过Top命令或服务梳理方式来排查在压测时是否有其他服务运行导致资源竞争；

调优方案：

网络波动问题，可以让运维同事协助解决(比如切换网段或选择内网压测)，或者等到网络较为稳定时候进行压测验证；

资源竞争问题：通过命令监控和服务梳理，找出压测时正在运行的其他服务，通过沟通协调停止该服务(或者换个没资源竞争的服务节点重新压测也可以)；

垃圾回收问题：通过GC文件分析，如果发现有频繁的FGC，可以通过修改JVM的堆内存参数Xmx，然后再次压测验证(Xmx最大值不要超过服务节点内存的50%！)

2、高并发下大量报错

原因解析：出现该类问题，常见的原因有短连接导致的端口被完全占用以及线程池最大线程数配置较小及超时时间较短导致。

3、集群类系统，各服务节点负载不均衡

原因解析：出现这类问题的原因一般是SLB服务设置了会话保持，会导致请求只分发到其中一个节点。

调优方案：如果确认是如上原因，可通过修改SLB服务(F5/HA/Nginx)的会话保持参数为None，然后再次压测验证；

4、并发数不断增加，TPS上不去，CPU使用率较低

原因解析：出现该类问题，常见的原因有：SQL没有创建索引/SQL语句筛选条件不明确、代码中设有同步锁，高并发时出现锁等待；

调优方案：

SQL问题：没有索引就创建索引，SQL语句筛选条件不明确就优化SQL和业务逻辑；

同步锁问题：是否去掉同步锁，有时候不仅仅是技术问题，还涉及到业务逻辑的各种判断，是否去掉同步锁，建议和开发产品同事沟通确认；

5、黑盒测试工具过程中TPS不断下降，CPU使用率不断降低

原因解析：一般来说，出现这种问题的原因是因为线程block导致，当然不排除其他可能；

调优方案：如果是线程阻塞问题，修改线程策略，然后重新验证即可；

6、其他

除了上述的五种常见性能瓶颈，还有其他，比如：connection

reset、服务重启、timeout等，当然，分析定位后，你会发现，我们常见的性能瓶颈，

导致其的原因大多都是因为参数配置、服务策略、阻塞及各种锁导致。

8. 性能瓶颈是什么意思?

简单点说就是你开的法拉利里给人家灌的柴油......或者说给了你一麻袋金子可你背不动.加内存于事无补.只能更换CPU,但通常CPU和显卡出现瓶颈,很可能主板也未必能胜任.怕的就是换了CPU发现主板又不够了或者发现电源供电不足了.所以推荐到卖电脑的地方,带上你的机子,先换一个CPU,跑下3DMARK之类的测试,看下有没有显著提高,如果有,主板换不换就在你了.换了主板和CPU后,发现分数比单换CPU提高多,说明主板也瓶颈.如果不多,说明够用了.如果换了CPU发现性能没有多少提高,那说明瓶颈就不是CPU或者不单是CPU.总之就是排除法.如果楼主现在还没有换GTX260,那就推荐先不要换了,要不你一旦发现CPU不够然后主板不够,再然后内存不够,最后发现电源也不够的时候你就会后悔自己为什么不直接换一套....

9. 怎么分析性能瓶颈

因为硬盘的内部传输率太低，而且提高很慢，单纯提高硬盘转速已经不能满足需要，这几年来，硬盘的转速最高是万转，通常是7200转，这个数字不象电脑的其它参数一样发生很大的变化，而是很久就这样了。

至于硬盘的接口，比如SATA、SATA2。这只能改善外部接口，对内部传输率提高意义不大，所以，现在，无论什么配置，打PHOTOSHOP都需要一段时间，改变硬盘的内部传输率的方向有这样几种，而且也有相关的产品，一是单纯的闪存式硬盘，就是全部用U盘的存储芯片做硬盘，但价格很高，容量的提升还很缓慢。

二是混合硬盘，就是把闪存芯片和传统硬盘结合起来。三是内存硬盘，内部由供电部分、内存和硬盘组成，这是当今最快的硬盘。所有硬盘中的数据全从这个硬盘中的内存读取，进系统最多用10秒，PHOTOSHOP和其它软件一样，一点就进，几乎没有等待时间。

10. 软件测试性能瓶颈

可参考复旦大学2019年硕士研究生招生考试自命题科目考试大纲

第一部分数据结构与算法

一、栈（Stack）、队列（Queue）和向量（Vector）

内容：单链表,双向链表,环形链表,带哨兵节点的链表;

栈的基本概念和性质,栈ADT及其顺序,链接实现;栈的应用;栈与递归;

队列的基本概念和性质,队列ADT及其顺序,链接实现;队列的应用;

向量基本概念和性质;向量ADT及其数组、链接实现;

二、树

内容：树的基本概念和术语;树的前序,中序,后序,层次序遍历;

二叉树及其性质;普通树与二叉树的转换;

树的存储结构,标准形式;完全树(complete tree)的数组形式存储;

树的应用,Huffman树的定义与应用;

三、查找(search)

内容：查找的基本概念;对线性关系结构的查找,顺序查找,二分查找;

Hash查找法,常见的Hash函数(直接定址法,随机数法),hash冲突的概念,解决冲突的方法(开散列方法/拉链法,闭散列方法/开址定址法),二次聚集现象;

BST树定义,性质,ADT及其实现,BST树查找,插入,删除算法;

平衡树(AVL)的定义,性质,ADT及其实现,平衡树查找,插入算法,平衡因子的概念;

优先队列与堆,堆的定义,堆的生成,调整算法;范围查询;

四、排序

内容：排序基本概念;插入排序,希尔排序,选择排序,快速排序,合并排序,基数排序等排序算法基本思想,算法代码及基本的时间复杂度分析

五、图

内容：图的基本概念;图的存储结构,邻接矩阵,邻接表;图的遍历,广度度优先遍历和深度优先遍历;最小生成树基本概念,Prim算法,Kruskal算法;最短路径问题,广度优先遍历算法,Dijkstra算法,Floyd算法;拓扑排序

第二部分软件工程

一、软件过程

软件过程的概念；经典软件过程模型的特点（瀑布模型、增量模型、演化模型、统一过程模型）；过程评估与CMM/CMMI的基本概念；敏捷宣言与敏捷过程的特点。

二、软件需求

软件需求的概念；需求工程的基本过程；分层数据流模型；用例和场景建模及其UML表达（用例图、活动图、泳道图、顺序图）；数据模型建模及其UML表达（类图）；行为模型建模及其UML表达（状态机图）。

三、软件设计与构造

软件体系结构及体系结构风格的概念；设计模式的概念；模块化设计的基本思想及概念（抽象、分解、模块化、封装、信息隐藏、功能独立）；软件重构的概念；软件体系结构的UML建模（包图、类图、构件图、顺序图、部署图）；接口的概念；面向对象设计原则（开闭原则、Liskov替换原则、依赖转置原则、接口隔离原则）；内聚与耦合的概念、常见的内聚和耦合类型。

四、软件测试

软件测试及测试用例的概念；单元测试、集成测试、确认测试、系统测试、回归测试的概念；调试的概念、调试与测试的关系；测试覆盖度的概念；白盒测试、黑盒测试的概念；代码圈复杂度的计算方法；白盒测试中的基本路径测试方法；黑盒测试中的等价类划分方法。

第三部分计算机系统基础

一、处理器体系结构

内容：CPU中的时序电路、单周期处理器的设计、流水线处理器的基本原理、Data Hazard的处理、流水线设计中的其他问题

二、优化程序性能

内容：优化程序性能、优化编译器的能力和局限性以及表示程序性能、特定体系结构或应用特性的性能优化、限制因素、确认和消除性能瓶颈

三、存储器结构及虚拟存储器

内容：局部性、存储器层级结构、计算机高速缓存器原理、高速缓存对性能的影响、地址空间、虚拟存储器、虚拟内存的管理、翻译和映射、TLB、动态存储器分配和垃圾收集

四、链接、进程及并发编程

内容：静态链接、目标文件、符号和符号表、重定位和加载、动态链接库、异常和进程、进程控制和信号、进程间的通信、进程间信号量的控制、信号量，各种并发编程模式，共享变量和线程同步，其他并行问题

五、系统级I/O和网络编程