如何在Windows服务器做性能测试

一、远程连接到Windows服务器，使用windows系统自带工具进行收集性能数据

1、Windows服务器中自带的性能监控工具叫做Performance Monitor,在开始-运行中输入‘Perfmonmsc’，然后回车即可运行。通过界面，控制面板\所有控制面板项\管理工具\性能监视器也能打开

打开后，页面展示

 

2、添加计数器

性能>数据收集器集>用户定义[右击]>新增‘数据收集器集’>手动创建高级>下一步

 

勾选创建数据日志>性能计数器>下一步

 

点击“添加”→选择计数器

点击选中的可用计数器>添加>确定

确定>下一步

选择目录后，点击完成

查看新增的计数器，输出地方为日志输出地址

 

3、选择日志数据源格式

选择用户定义下的数据收集器集>右键属性>性能计数器，日志格式选择“逗号分隔”（即csv格式）

 

 

4、开始启动数据采集，选择用户定义下的数据收集器集>右键属性>开始

此时，输出有地址了

 

5、用EXCEL将数据转换为折线图，并分析性能情况

 

二、分析性能情况

（1）内存泄露判断

●虚拟内存字节数（VirtualBytes）应该远大于工作集字节数（Workingset），如果两者变化规律相反，比如说工作集增长较快，虚拟内存增长较少，则可能说明出现了内存泄露的情况。

●对于Workingset、Private Bytes、Available bytes这些计数器，如果在测试期间内数值持续增长，而且测试停止后位置在高水平，则也说明存在内存泄露。

●Windows资源监控中，如果Process\PrivateBytes计数器和Process\WorkingSet计数器的值在长时间内持续升高，同时Memory\Available

bytes计数器的值持续降低，则很可能存在内存泄漏。

（2）CPU使用情况

●一般平均不要超过70%，最大不要超过90%（好：70% 、坏：85%、 很差：90%）

（3）tps（每秒处理事务的数量，在SOAPUI中进行统计）

●一般在10-100，不同应用程序具体值不同

 

1234567891011121314151617

   

几个常用参数的参考值: CPU:% Processor Time：表示CPU的使用率，如果值大于80表示CPU的处理调度能力偏低。 硬盘：% Disk Time：表示硬盘的I/O操作的频率（繁忙时间），如果值大于80表示硬盘I/O调度能力偏低。Average Disk QueueLength：表示硬盘I/O操作等待队列的长度，如果值大于2表示硬盘I/O调度能力偏低。 内存 Pages/Sec：表示系统对虚拟内存每秒钟的访问次数，如果值大于20表示有内存方面的问题。（有可能是物理内存偏低，也有可能是虚拟内存没有配置正确。一般情况下虚拟内存应为物理内存的15-2倍） Committed Bytes and Available Bytes：Committed Bytes表示虚拟内存的大小，Available Bytes表示剩余可用内存的大小。正常情况下，Available Bytes减少，pages（页面数）应该增加，提供页面交换。<br>如果Available Bytes的值很小表示物理内存偏低。当关闭一些应用以后，Committed Bytes应该减少，Available Bytes应该增加。因为关闭的进程释放了之前占用的内存资源。如果相应的值没有发生变化，那么该进程就可能造成了内存泄漏。 Cache Bytes：表示系统缓存的大小。如果值大于4M表示物理内存偏低。

   

　　

三、关于计数器的选择

perfmon的计数器主要分四种：处理器性能计数器、内存性能计数器、磁盘性能计数器以及网络性能计数器。

以下为监控服务器常用的计数器：

常用的性能对象与指标

   

性能对象

   

计数器

   

提供的信息

   

Processor

   

% Idle Time

   

% Idle Time 是处理器在采样期间空闲的时间的百分比

   

Processor

   

% Processor Time

   

% Processor Time 指处理器用来执行非闲置线程时间的百分比。计算方法是，测量范例间隔内非闲置线程活动的时间，用范例间隔减去该值。这个计数器是处理器活动的主要说明器，显示在范例间隔时所观察的繁忙时间平均百分比。

   

Processor

   

% User Time

   

% User Time 指处理器处于用户模式的时间百分比。用户模式是为应用程序、环境分系统和整数分系统设计的有限处理模式。

   

Memory

   

Available Bytes

   

Available Bytes显示出当前空闲的物理内存总量。当这个数值变小时，Windows开始频繁地调用磁盘页面文件。如果这个数值很小，例如小于5 MB，系统会将大部分时间消耗在操作页面文件上。

   

Memory

   

% Committed Bytes in Use

   

% Committed Bytes In Use 是 Memory: Committed Bytes 与Memory: Commit Limit之间的比值。(Committed memory指如果需要写入磁盘时已在分页文件中保留空间的处于使用中的物理内存。Commit Limit是由分页文件的大小而决定的。如果扩大了分页文件，该比例就会减小)。这个计数器只显示当前百分比；而不是一个平均值。

   

Memory

   

Page Faults/sec

   

Page Faults/sec是指处理器处理错误页的综合速率。用错误页数/秒来计算。当处理器请求一个不在其工作集(在物理内存中的空间)内的代码或数据时出现的页错误。这个计数器包括硬错误(那些需要磁盘访问的)和软错误(在物理内存的其它地方找到的错误页)。许多处理器可以在有大量软错误的情况下继续操作。但是，硬错误可以导致明显的拖延。这个计数器显示用上两个实例中观察到的值之间的差除以实例间隔的持续时间所得的值。

   

Network Interface

   

Bytes Total/sec

   

Bytes Total/sec是发送和接收字节的速率，包括帧字符在内。

   

Network Interface

   

Packets/sec

   

Packets/sec为发送和接收数据包的速率。

   

Physical Disk

   

% Busy Time

   

% Busy Time指磁盘驱动器忙于为读或写入请求提供服务所用的时间的百分比。

   

Physical Disk

   

Avg Disk Queue Length

   

Avg Disk Queue Length 指读取和写入请求(为所选磁盘在实例间隔中列队的)的平均数。

   

Physical Disk

   

Current Disk Queue Length

   

Current Disk Queue Length指在收集操作数据时在磁盘上未完成的请求的数目。它包括在快照内存时正在为其提供服务中的请求。这是一个即时长度而非一定间隔时间的平均值。多主轴磁盘设备可以一次有多个请求操作，但是其它同时发生的请求为等候服务。这个计数器可能会反映一个暂时的高或低的列队长度，但是如果在磁盘驱动器存在持续负载，可能值会总是很高。请求等待时间与这个列队的长度减去磁盘上的主轴成正比。这个差值应小于2才能保持良好的性能。

   

Logical

Disk

   

% Free Space

   

% Free Space 是所选定的逻辑磁盘驱动器上总的可用空闲空间的百分比。

   

Logical

Disk

   

Free Megabytes

   

可用的 MB 显示磁盘驱动器上尚未分配的空间。

   

 

 以下为监控进程常用的计数器：

Process对象的主要指标

   

性能对象

   

计数器

   

提供的信息

   

Process

   

% Privileged Time

   

% Privileged Time 是在特权模式下处理线程执行代码所花时间的百分比。当调用 Windows 系统服务时，此服务经常在特权模式运行，以便获取对系统专有数据的访问。在用户模式执行的线程无法访问这些数据。对系统的调用可以是直接的(explicit)或间接的(implicit)，例如页面错误或间隔。

   

Process

   

% Processor Time

   

% Processor Time 是所有进程线程使用处理器执行指令所花的时间百分比。指令是计算机执行的基础单位。线程是执行指令的对象，进程是程序运行时创建的对象。此计数包括处理某些硬件间隔和陷阱条件所执行的代码。

   

Process

   

% User Time

   

% User Time 指处理线程用于执行使用用户模式的代码的时间的百分比。应用程序、环境分系统和集合分系统是以用户模式执行的。Windows 的可执行程序、内核和设备驱动程序不会被以用户模式执行的代码损坏。

   

Process

   

Creating Process ID value

   

Creating Process ID value 指创建该进程的父进程号。

   

Process

   

Elapsed Time

   

该进程运行的总时间(用秒计算)。

   

Process

   

Handle Count

   

由这个处理现在打开的句柄总数。这个数字等于这个处理中每个线程当前打开的句柄的总数。

   

Process

   

ID Process

   

ID Process 指这个处理的特别的识别符。ID Process 号可重复使用，所以这些 ID Process 号只能在一个处理的寿命期内识别那个处理。

   

Process

   

IO Data Bytes/sec

   

处理从 I/O 操作读取/写入字节的速度。这个计数器为所有由本处理产生的包括文件、网络和设备 I/O 的活动计数。

   

Process

   

IO Data Operations/sec

   

本处理进行读取/写入 I/O 操作的速率。这个计数器为所有由本处理产生的包括文件、网络和设备 I/O 的活动计数。

   

Process

   

IO Other Bytes/sec

   

处理给不包括数据的 I/O 操作(如控制操作)字节的速率。这个计数器为所有由本处理产生的包括文件、网络和设备 I/O 的活动计数。

   

Process

   

IO Other Operations/sec

   

本处理进行非读取/写入 I/O 操作的速率。例如，控制性能。这个计数器为所有由本处理产生的包括文件、网络和设备 I/O 的活动计数。

   

Process

   

IO Read Bytes/sec

   

处理从 I/O 操作读取字节的速度。这个计数器为所有由本处理产生的包括文件、网络和设备 I/O 的活动计数。

   

Process

   

IO Read Operations/sec

   

本处理进行读取 I/O 操作的速率。这个计数器为所有由本处理产生的包括文件、网络和设备 I/O 的活动计数。

   

Process

   

IO Write Bytes/sec

   

处理从 I/O 操作写入字节的速度。这个计数器为所有由本处理产生的包括文件、网络和设备。

   

Process

   

IO Write Operations/sec

   

本处理进行写入 I/O 操作的速率。这个计数器为所有由本处理产生的包括文件、网络和设备 I/O 的活动计数。

   

Process

   

Page Faults/sec

   

Page Faults/sec 指在这个进程中执行线程造成的页面错误出现的速度。当线程引用了不在主内存工作集中的虚拟内存页即会出现 Page Fault。如果它在备用表中(即已经在主内存中)或另一个共享页的处理正在使用它，就会引起无法从磁盘中获取页。

   

Process

   

Page File Bytes

   

Page File Bytes 指这个处理在 Paging file 中使用的最大字节数。Paging File 用于存储不包含在其他文件中的由处理使用的内存页。Paging File 由所有处理共享，并且 Paging File 空间不足会防止其他处理分配内存。

   

Process

   

Page File Bytes Peak

   

Page File Bytes Peak 指这个处理在 Paging files 中使用的最大数量的字节。

   

Process

   

Pool Nonpaged Bytes

   

Pool Nonpaged Bytes 指在非分页池中的字节数，非分页池是指系统内存(操作系统使用的物理内存)中可供对象(指那些在不处于使用时不可以写入磁盘上而且只要分派过就必须保留在物理内存中的对象)使用的一个区域。这个计数器仅显示上一次观察的值；而不是一个平均值。

   

Process

   

Pool Paged Bytes

   

Pool Paged Bytes 指在分页池中的字节数，分页池是系统内存(操作系统使用的物理内存)中可供对象(在不处于使用时可以写入磁盘的)使用的一个区域。这个计数器仅显示上一次观察的值；而不是一个平均值。

   

Process

   

Priority Base

   

这次处理的当前基本优先权。在一个处理中的线程可以根据处理的基本优先权提高或降低自己的基本优先权。

   

Process

   

Private Bytes

   

Private Bytes 指这个处理不能与其他处理共享的、已分配的当前字节数。

   

Process

   

Thread Count

   

在这次处理中正在活动的线程数目。指令是在一台处理器中基本的执行单位，线程是指执行指令的对象。每个运行处理至少有一个线程。

   

Process

   

Virtual Bytes

   

Virtual Bytes 指处理使用的虚拟地址空间的以字节数显示的当前大小。使用虚拟地址空间不一定是指对磁盘或主内存页的相应的使用。虚拟空间是有限的，可能会限制处理加载数据库的能力。

   

Process

   

Virtual Bytes Peak

   

Virtual Bytes Peak 指在任何时间内该处理使用的虚拟地址空间字节的最大数。

   

Process

   

Working Set

   

Working Set 指这个处理的 Working Set 中的当前字节数。Working Set 是在处理中被线程最近触到的那个内存页集。如果计算机上的可用内存处于阈值以上，即使页不在使用中，也会留在一个处理的 Working Set中。当可用内存降到阈值以下，将从 Working Set 中删除页。如果需要页时，它会在离开主内存前软故障返回到 Working Set 中。

   

Process

   

Working Set Peak

   

Working Set Peak 指在任何时间这个在处理的 Working Set 的最大字节数。

 

   

QPS：Queries Per Second意思是“每秒查询率”，是一台服务器每秒能够相应的查询次数，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。互联网中，作为域名系统服务器的机器的性能经常用每秒查询率来衡量。

TPS：是TransactionsPerSecond的缩写，也就是事务数/秒。它是软件测试结果的测量单位。一个事务是指一个客户机向服务器发送请求然后服务器做出反应的过程。客户机在发送请求时开始计时，收到服务器响应后结束计时，以此来计算使用的时间和完成的事务个数。QPS vs TPS：QPS基本类似于TPS，但是不同的是，对于一个页面的一次访问，形成一个TPS；但一次页面请求，可能产生多次对服务器的请求，服务器对这些请求，就可计入“QPS”之中。如，访问一个页面会请求服务器2次，一次访问，产生一个“T”，产生2个“Q”。

响应时间：执行一个请求从开始到最后收到响应数据所花费的总体时间,即从客户端发起请求到收到服务器响应结果的时间。响应时间RT(Response-time)，是一个系统最重要的指标之一，它的数值大小直接反应了系统的快慢。

并发数是指系统同时能处理的请求数量，这个也是反应了系统的负载能力。

系统的吞吐量（承压能力）与request对CPU的消耗、外部接口、IO等等紧密关联。单个request 对CPU消耗越高，外部系统接口、IO速度越慢，系统吞吐能力越低，反之越高。系统吞吐量几个重要参数：QPS（TPS）、并发数、响应时间。

QPS（TPS）：（Query Per Second）每秒钟request/事务 数量

并发数： 系统同时处理的request/事务数

响应时间： 一般取平均响应时间

理解了上面三个要素的意义之后，就能推算出它们之间的关系：

QPS（TPS）= 并发数/平均响应时间

并发数 = QPS平均响应时间

我们通过一个实例来把上面几个概念串起来理解。按二八定律来看，如果每天 80% 的访问集中在 20% 的时间里，这 20% 时间就叫做峰值时间。

1、每天300w PV 的在单台机器上，这台机器需要多少QPS？

( 3000000 08 ) / (86400 02 ) = 139 (QPS)

2、如果一台机器的QPS是58，需要几台机器来支持？

139 / 58 = 3

对同一个系统而言，支持的线程数越多，QPS越高。假设一个RT是80ms,则可以很容易的计算出QPS,QPS = 1000/80 = 125

多线程场景，如果把服务端的线程数提升到2，那么整个系统的QPS则为 2（1000/80） = 25, 可见QPS随着线程的增加而线性增长，那QPS上不去就加线程呗，听起来很有道理，公司也说的通，但是往往现实并非如此。

我们想象的QPS、RT关系如下

实际的QPS、RT关系如下

刚好消耗完服务器的瓶颈资源的临界线程数，公式如下

在达到最佳线程数的时候，线程数量继续递增，则QPS不变，而响应时间变长，持续递增线程数量，则QPS开始下降。

每个系统都有其最佳线程数量，但是不同状态下，最佳线程数量是会变化的。

瓶颈资源可以是CPU,可以是内存，可以是锁资源，IO资源：超过最佳线程数-导致资源的竞争，超过最佳线程数-响应时间递增。

性能评估-disk IO

一、磁盘原理

设备又名I/O设备，泛指计算机系统中除主机以外的所有外部设备。

11 计算机分类

111 按照信息传输速度分：

1低速设备：每秒传输信息仅几个字节或者百个字节，如：键盘、鼠标等

2中速设备：每秒传输信息数千个字节或者数万个字节，如：打印机

3高速设备：每秒传输信息数数10万个字节，如：磁盘

112 按照信息交换单位分

1字符设备：以字符为输入/输出信息的单位，如：键盘，显示终端

2块设备：以数据块为单位输入/输出信息，如：磁盘

注：何为数据块：磁盘中常以一个扇区作为一个数据块，一个扇区就是一个读写单位

一、磁盘性能指标

1、测试磁盘性能，使用命令：dd

因数据写入磁盘，可能是缓存写，直接写（不经过缓冲区直接写入磁盘），顺序io，随机io的区别所以，这种dd测试并不是很准确。

这不是一个专业的测试工具，不过如果对于测试结果的要求不是很苛刻的话,平时可以使用来对磁盘的读写速度作一个简单的评估

在使用前首先了解两个特殊设备

/dev/null 伪设备,回收站写该文件不会产生IO

/dev/zero 伪设备,会产生空字符流,对它不会产生IO

通过以上方法就可以大致知道，磁盘的性能了。

从这条命令中：我们知道：IOPS（每秒io请求数）是：691。当前读速率是：044MB/s 写速率是：036MB/s

得出结论有：

每秒共有80个IO请求（IOPS=r/s+w/s），以写为主

io服务时间为156毫秒，平均等待服务时间为353毫秒

io队列深度为：24个

1、vmstat Block in /out

bi+bo过大，而且vmstat cpu wa值较大应该考虑均衡磁盘负载，可以结合iostat输出来分析。

2、IOwait time

iostat iowait% 小于25%，说明IO性能处于良好的状态；

3、util 磁盘使用率

一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作,或者说一秒中有多少时间 I/O 队列是非空的，即 delta(use)/s/1000 (因为use的单位为毫秒)

（1）如果 %util 接近 100%，说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。

（2）idle小于70% IO压力就较大了，一般读取速度有较多的wait。

（3）同时可以结合vmstat 查看查看b参数(等待资源的进程数)和wa参数(IO等待所占用的CPU时间的百分比，高过30%时IO压力高)。

4、await 平均等待时间

平均每次设备I/O操作的等待时间 (毫秒)即 delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio)

await 的大小一般取决于服务时间(svctm) 以及 I/O 队列的长度和 I/O 请求的发出模式。

（1）await 的参数要多和 svctm 来参考。差的过高就一定有 IO 的问题。

（2）如果 svctm 比较接近 await，说明 I/O 几乎没有等待时间；

（3）如果 await 远大于 svctm，说明I/O 队列太长，io响应太慢，则需要进行必要优化。如果响应时间超过了用户可以容许的范围，这时可以考虑更换更快的磁盘，调整内核 elevator 算法，优化应用。

5、avgqu-sz 平均I/O队列长度

（1）如果avgqu-sz比较大，也表示有大量io在等待。

avgqu-sz 也是个做 IO 调优时需要注意的地方，这个就是直接每次操作的数据的大小，如果次数多，但数据拿的小的话，其实 IO 也会很小。如果数据拿的大，IO 的数据会高。也可以通过 avgqu-sz × ( r/s or w/s ) = rsec/s or wsec/s。也就是讲，读写速度是这个来决定的。

由于 avgqu-sz 是按照单位时间的平均值，所以不能反映瞬间的 I/O 洪水。

里面最重要的参数，actual disk read 和actual disk write 分别代表实际磁盘读写速度

然后下面，我们可以根据每一列进行io排序，就能知道io具体消耗是哪个进程导致的。

注意：TID代表的是线程号，如果是多线程的话，可以借助command 判断是哪个进程，也可以根据ps -eLf | grep TID 来获取到他的父进程号。

221 topas 获取是否存在io等待

仔细观察 “Wait”（在 CPU 部分的上部），如果改值较大则表示io可能存在瓶颈

222 获取io队列、IOPS、响应时间等

登录 AIX 操作系统，输入 topas，然后按 D，会出现如下界面：

在上图中，hdisk2 的TPS 即为磁盘的 IOPS(每秒发出的io请求数)，为 655；KBPS 即为磁盘每秒的吞吐量，为 1639M；尤其是应该检查 ART/AWT 和 MRT/MWT，它们表示磁盘读写操作的平均和最大等待时间。比较高的值表明磁盘非常忙。AQW 表示对 I/O 设备的每个请求的平均等待队列数量。同样，比较高的值表明磁盘的速度无法跟上请求的速度。

223 查看产生瓶颈的原因

1可以使用其他工具（如 filemon、fileplace、lsof 或 lslv）帮助确定究竟是哪个进程、适配器或者文件系统导致了瓶颈。

2可以使用ps -ef | grep "pid" 来查看当前进程所在执行的任务

find -type f -size +100M -print0 | xargs -0 du -h | sort -nr