【性能测试】基础知识篇-并发用户、RPS、TPS的解读

不念不忘少年蓝@ 2023-09-26 21:39 112阅读 0赞

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本文介绍并发用户、RPS、TPS的基本概念以及三者之间的关系。

### 术语定义 ###

*  并发用户：在性能测试工具中，一般称为虚拟用户（Virtual User，简称VU），指的是现实系统中操作业务的用户。  
    说明 并发用户与注册用户、在线用户不同。注册用户一般指的是数据库中存在的用户。在线用户只是“挂”在系统上，对服务器不产生压力。但并发用户一定会对服务器产生压力。
 *  TPS：Transaction Per Second，每秒事务数，是衡量系统性能的一个非常重要的指标。  
    说明 系统每秒处理事务数越多证明您的机器性能越好。
 *  RPS：Request Per Second，每秒请求数。RPS模式适合用于容量规划和作为限流管控的参考依据。
 *  RT：Response Time，响应时间，指的是业务从客户端发起到客户端接收的时间。  
    在性能测试中，通常有两种施压模式：并发模式和RPS模式。传统方式是使用并发用户数来衡量系统的性能（站在客户端视角）。此方法一般适用于一些网页站点的压测（例如H5页面）；而RPS（Requests per second）模式主要是为了方便直接衡量系统的吞吐能力TPS（Transaction Per Second，每秒事务数）而设计的（站在服务端视角），按照被压测端需要达到TPS等量设置相应的RPS，应用场景主要是一些动态的接口API，例如登录、提交订单等等。
 *  QPS Queries Per Second 是每秒查询率 ,是一台服务器 每秒能够响应的查询次数，是对一个特定的查询服务器在规定时间内 所处理流量多少的衡量标准, 即每秒的响应请求数，也即是最大吞吐能力。

> RPS与QPS有什么区别：  
> RPS（Requests Per Second）和QPS（Queries Per Second）是两个常用的性能指标，用于衡量系统的处理能力和吞吐量。  
> RPS通常用于衡量Web应用程序或API的性能，表示每秒钟能够处理的请求数量。例如，如果一个Web应用程序能够处理每秒钟100个请求，那么它的RPS就是100。  
> QPS通常用于衡量数据库系统的性能，表示每秒钟能够处理的查询数量。例如，如果一个数据库系统能够处理每秒钟100个查询，那么它的QPS就是100。  
> 因此，RPS和QPS的主要区别在于它们衡量的是不同类型的操作。RPS衡量的是Web应用程序或API的请求处理能力，而QPS衡量的是数据库系统的查询处理能力。

### VU和TPS换算 ###

*  公式描述：TPS=VU/RT，（RT单位：秒）。

举例说明：假如1个虚拟用户在1秒内完成1笔事务，那么TPS明显就是1。如果某笔业务响应时间是1 ms，那么1个虚拟用户在1s内能完成1000笔事务，TPS就是1000了；如果某笔业务响应时间是1s，那么1个虚拟用户在1s内只能完成1笔事务，要想达到1000 TPS，就需要1000个虚拟用户。因此可以说1个虚拟用户可以产生1000 TPS，1000个虚拟用户也可以产生1000 TPS，无非是看响应时间快慢。

如何获取VU和TPS  
VU获取方式：  
已有系统：可选取高峰时刻，在一定时间内使用系统的人数，这些人数可认为是在线用户数，并发用户数可以取10%，例如在半个小时内，使用系统的用户数为10万，那么取10%（即1万）作为并发用户数基本就够了。

新系统：没有历史数据作参考，建议通过业务部门进行评估。

TPS获取方式：  
已有系统：可选取高峰时刻，在一定时间内（如3分钟10分钟），获取系统总业务量，计算单位时间（秒）内完成的笔数，乘以25倍作为峰值的TPS，例如峰值3分钟内处理订单18万笔，平均TPS是1000，峰值TPS可以是2000~5000。

新系统：没有历史数据作参考，建议通过业务部门进行评估。

### 如何评价系统的性能 ###

针对服务器端的性能，以TPS为主来衡量系统的性能，并发用户数为辅来衡量系统的性能，如果必须要用并发用户数来衡量的话，需要一个前提，那就是交易在多长时间内完成，因为在系统负载不高的情况下，将思考时间（思考时间的值等于交易响应时间）加到串联链路中，并发用户数基本可以增加一倍，因此用并发用户数来衡量系统的性能没太大的意义。同样的，如果系统间的吞吐能力差别很大，那么同样的并发下TPS差距也会很大。

### 性能测试策略 ###

做性能测试需要一套标准化流程及测试策略。在做负载测试的时候，传统方式一般都是按照梯度施压的方式去加用户数，避免在没有预估的情况下，一次加几万个用户，导致交易失败率非常高，响应时间非常长，已经超过了使用者忍受范围内；较为适合互联网分布式架构的方。最佳实践是用TPS模式（吞吐量模式）+设置起始和目标最大量级，然后根据系统表现灵活的手工实时调速，效率更高，服务端吞吐能力的衡量一步到位。

### 总结 ###

综上所述，可以得出以下结论：

系统的性能由TPS决定，跟并发用户数没有多大关系。  
系统的最大TPS是一定的（在一个范围内），但并发用户数不一定，可以调整。  
建议性能测试的时候，不要设置过长的思考时间，以最坏的情况下对服务器施压。  
一般情况下，大型系统（业务量大、机器多）做压力测试，10000~50000个用户并发，中小型系统做压力测试，5000个用户并发比较常见。

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