代码功能测试_性能测试监控工具介绍

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一、前言

做性能的同学一定遇到过这样的场景：应用级别的性能测试发现一个操作的响应时间很长，然后要花费很多时间去逐级排查，最后却发现罪魁祸首是代码中某个实现低效的底层算法。这种自上而下的逐级排查定位的方法，效率通常都很低，代价也很高。所以，我们就需要在项目早期，对一些关键算法进行代码级别的性能测试，以防止此类在代码层面就可以被发现的性能问题，遗留到最后的系统性能测试阶段才被发现。但是，从实际执行的层面来讲，代码级性能测试并不存在严格意义上的测试工具，通常的做法是：改造现有的单元测试框架。

而最常使用的改造方法是：

• 将原本只会执行一次的单元测试用例连续执行 n 次，这个 n 的取值范围通常是 2000~5000；
• 统计执行 n 次的平均时间。如果这个平均时间比较长（也就是单次函数调用时间比较长）的话，比如已经达到了秒级，那么通常情况下这个被测函数的实现逻辑一定需要优化。

这里之所以采用执行 n 次的方式，是因为函数执行时间往往是毫秒级的，单次执行的误差会比较大，所以采用多次执行取平均值的做法。

那么有没有现成的这样的测试工具呢？当然也是有的，比如今天我们介绍的主角– ContiPerf。

二、ContiPerf 简介

ContiPerf 是一个轻量级的测试工具，基于JUnit 4 开发，可用于效率测试等。可以指定在线程数量和执行次数，通过限制最大时间和平均执行时间来进行性能测试。

官网地址：sourceforge.net/p/contiperf…

三、ContiPerf 使用

接下来我们一起来实践一个例子，

首先，加入 pom 依赖包：

   <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <!--引入 ContiPerf 测试工具-->
        <dependency>
            <groupId>org.databene</groupId>
            <artifactId>contiperf</artifactId>
            <version>2.3.4</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                    <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency><dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>

这里为了演示，编写了一个简单的测试接口: UnitTestService.java

/** * 测试接口类 * @author zuozewei * */
public interface UnitTestService {
	
	public String process(String msg);

}

实现类：UnitTestServiceImpl.java

@Service
public class UnitTestServiceImpl implements UnitTestService {

	/** * 为了测试，这里直接返回传入的值 */
	@Override
	public String process(String msg) {
		// TODO Auto-generated method stub
		return msg;
	}
}

编写 UnitTestServiceTest 测试类,进入 ContiPerfRule。

/** * 编写接口性能测试类 * @author zuozewei * */
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest //SpringBootTest 是springboot 用于测试的注解，可指定启动类或者测试环境等，这里直接默认。
public class UnitTestServiceTest {
	
	@Autowired
	UnitTestService testService;
	
	// 引入 ContiPerf 进行性能测试
	@Rule
	public ContiPerfRule contiPerfRule = new ContiPerfRule();

	@Test
	@PerfTest(invocations = 10000,threads = 100) //100个线程 执行10000次
	public void test() {
		String msg = "this is a test";
		String result = testService.process(msg);
		//断言 是否和预期一致
		Assert.assertEquals(msg,result);
	}
}

注意： @Rule 是J unit 提供的一个扩展接口注解，其接口类为：org.junit.rules.MethodRule，注意在 Junit5 中，已经被 TestRule 所替代了。 也可以通过对类指定 @PerfTest 和 @Required，表示类中方法的默认设置。

@PerfTest注解：

• invocations：执行次数n，与线程数量无关，默认值为1
• threads：线程池数量n，并发执行n个线程
• duration：重复地执行时间n，测试至少执行n毫秒

@Required注解：

• @Required(throughput = 20)：要求每秒至少执行20个测试；
• @Required(average = 50)：要求平均执行时间不超过50ms；
• @Required(median = 45)：要求所有执行的50%不超过45ms；
• @Required(max = 2000)：要求没有测试超过2s；
• @Required(totalTime = 5000)：要求总的执行时间不超过5s；
• @Required(percentile90 = 3000)：要求90%的测试不超过3s；
• @Required(percentile95 = 5000)：要求95%的测试不超过5s；
• @Required(percentile99 = 10000)：要求99%的测试不超过10s;
• @Required(percentiles = “66:200,96:500”)：要求66%的测试不超过200ms，96%的测试不超过500ms。

运行测试，控制台会生成结果：

com.zuozewei.springbootcontiperfdemo.service.UnitTestServiceTest.test
samples: 10000
max:     331
average: 33.3522
median:  30

同时访问：target/contiperf-report/index.html，会生成图表:

注意：图表需要科学上网才能显示

图表中的指标：

• Execution time: 执行时间
• Throughput: TPS
• Min. latency: 最小响应时间
• Average latency: 平均响应时间
• Median: 响应时间中位数
• 90%: 90%响应时间范围
• Max latency: 最大响应时间

四、小结

这里主要是对 Junit 和 ContiPerf 的使用简单的示例，在单元测试阶段的时候考虑做这种代码级性能测试，肯定会提高 ROI（投入产出比）的，而且代价非常小，希望本文对各位同学都能有所启发。

示例代码：

• github.com/zuozewei/bl…

参考资料：

• [1]：sourceforge.net/p/contiperf…
• [2]：《软件测试52讲》