性能測試知多少--系統(tǒng)計數(shù)器與硬件分析
性能計數(shù)器（Performance Counter），也叫性能監(jiān)視器。一個人健康狀況如何，我們通過對其做各項體檢獲得相關(guān)的狀況指標，如血壓、心跳，肺活量等。那么在做性能測試過程中，整個系統(tǒng)的軟硬件進行監(jiān)控也必不可少，監(jiān)控所獲得的數(shù)據(jù)也是我們分析系統(tǒng)性能的主要依據(jù)。
在整個系統(tǒng)中，對于不同的軟件和硬件，我們對其監(jiān)控的指標也不一樣，就像一個公司中的所有人員，其每個人的職責不同，評判和考核的標準也是不一樣的。下面將從系統(tǒng)的各個方面進行分析。
操作系統(tǒng)性能計數(shù)器
操作系統(tǒng)監(jiān)控器，主要監(jiān)控操作系統(tǒng)級別上的系統(tǒng)性能表現(xiàn)，這里分析最常見的windows操作系統(tǒng)與Linux操作系統(tǒng)。
window 操作系統(tǒng)的主要性能計數(shù)器
Windows操作系統(tǒng)的性能監(jiān)控：
Window系統(tǒng)下的計數(shù)器比較多，主要技術(shù)器如下：
字體: 小 中 大 | 上一篇 下一篇 | 打印 | 我要投稿
Linux/UNIX 操作系統(tǒng)的主要性能計數(shù)器
Linux系統(tǒng)的命令和UXIN的有些差別，在UNIX系統(tǒng)下的主要計數(shù)器監(jiān)控命令是vmstat、iostat、top、sar、sag(圖形方式，需要XServer 支持)；而在linux中，沒有isostat命令。另外他們的輸出結(jié)果也稍有差別。
上面羅列了windows與linux系統(tǒng)下的性能計數(shù)器，分析一個操作系統(tǒng)的性能，應該查看哪些指標。那么操作系統(tǒng)的載體是系統(tǒng)硬件。那么硬件的性能直接影響著操作系統(tǒng)的性能。下面就簡單分析一下系統(tǒng)的硬件。CPU、內(nèi)存、磁盤。
CPU分析
CPU的性能對于計算機整體的性能起著主導作用。對于早期對計算機甚至直呼其CPU的型號，如 386 、486、奔三，奔四。
那么我們CPU性能最直接的評估就是查看其CPU工作頻率，就是CPU的時鐘頻率，單位為是Hz。隨著CPU的發(fā)展，主頻由MHz現(xiàn)在的GHz
（1GHz=1000MHz=1000000KHz=1000000000Hz）
處理器除了主頻指標外，還有另外兩個密切相關(guān)的概念：倍頻與外頻。外頻是cpu的基準頻率，單位是MHz。外頻是 CPU與主板之間同步運行的速度，而且目前的絕大部分計算機系統(tǒng)中外頻與是內(nèi)存與主板之間的同步運行速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內(nèi) 存相連通。實現(xiàn)兩都的同步運行狀態(tài)；倍頻即主頻與外頻之間的倍數(shù)。
主頻 = 外頻 * 倍數(shù)
如何真對CPU進行分析？
1）查看System\%Total Processor Time 性能計數(shù)器的計數(shù)值。
該計數(shù)值用于體現(xiàn)服務器整體的處理利用率，對于多處理器來講，該數(shù)值體現(xiàn)的是所有CPU的平均利用率。如果該數(shù)值大于持續(xù)大于90% ，表示CPU有可能存在平靜。
2）查看每個CPU的Processor\%User Time
Processor\%User Time是指系統(tǒng)的非核心消耗的CPU時間，如果該值較大，可以考慮通過算法優(yōu)化來降低該值。如果該服務器是數(shù)據(jù)庫服務 器，Processor\%User Time值大的原因很可能是數(shù)據(jù)庫的排序或是函數(shù)操作消耗了過多的CUP時間，此時可以考慮對數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化。
3）查看Processor\%Processor Time 和 System\Processor Queue Length
查看System\Processor Queue Length 計算器，當該計數(shù)器的值大于CUP數(shù)量的總數(shù)加1時，說明CPU產(chǎn)生了賭塞。但產(chǎn)生賭塞時，Processor\%Processor Time的值不一定很大，此時就必須查看CPU賭塞的原因。
4）查看%DPC Time
%DPC Time 是另一個需要關(guān)注的內(nèi)容，該計數(shù)值越低越好。在多CPU系統(tǒng)中，如果該值大于50% 并且Processor\%Processor Time值非常高，則考慮加一個網(wǎng)卡來提高性能。
磁盤I/O分析
硬盤應該是計算機硬件中發(fā)展最慢的設(shè)備，很多常見瓶頸都是由于硬盤的讀/寫速度慢導致的。提高硬盤讀/寫性能無非是 提高轉(zhuǎn)速、提高單碟容量，增加緩存和更新接口，因為傳統(tǒng)的硬盤是物理旋轉(zhuǎn)讀寫數(shù)據(jù)，所以轉(zhuǎn)速的提高相當困難；而提高單碟容量也存在一寫的技術(shù)瓶頸，1TB 的單碟的容量想要突破還也需要時間。
對于傳統(tǒng)的溫氏硬盤到現(xiàn)在速度也只能達到120MB/s的讀取速度，這個速度還真對大文件的讀寫，而對于服務器大量 4KB的小文件讀/寫速度，會驚人的下跌至1MB不到，而對應的IOPS（每秒磁盤的讀/寫次數(shù)）會低得可憐，大量的數(shù)據(jù)都在排隊從硬盤上讀取到內(nèi)存中， 再利用內(nèi)存的超大帶寬完成操作。這也是為什么內(nèi)存大的系統(tǒng)比較快的原因。但內(nèi)存的速度雖然比硬盤快得多，也有其致命的缺點，一旦斷電，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)將全部 丟失。
IOPS（Input/Output Per Second）每秒磁盤的輸入/輸出量（或讀/寫次數(shù)），是衡量磁盤性能的主要指標之一。IOPS是指單位時間內(nèi)系統(tǒng)能處理的I/O請求數(shù)量，一般以每秒處理的I/O請求數(shù)量為單位。
另一個重要指標是數(shù)據(jù)吞吐量（Throughput），指單位時間內(nèi)可以成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量。對于大量順序讀/寫應用，則更關(guān)注吞吐量指標。
傳統(tǒng)的溫氏硬盤完成一個I/O請求所花費的時間包括 尋道時間、旋轉(zhuǎn)延遲和數(shù)據(jù)傳輸時間三部分。
* 尋道時間，是指將讀寫磁頭移動至正確的磁道上所需要的時間。目前磁盤的平均尋道時間一般在3~15ms
* 旋轉(zhuǎn)延遲，是指盤片旋轉(zhuǎn)將請求數(shù)據(jù)所在扇區(qū)移至讀/寫磁頭下方所需要的時間。7200轉(zhuǎn)速的磁盤，平均旋轉(zhuǎn)言辭大于為60 * 1000/7200/2=4.17ms
* 數(shù)據(jù)傳輸時間，是指完成傳輸所請求的數(shù)據(jù)所需要的時間。目前SATA II 可達到300MB/s的接口數(shù)據(jù)傳輸速率。數(shù)據(jù)傳輸時間通常遠小于前兩部分時間。
如何分析磁盤I/O
1）與 Processor/Privileged Time 合并進行分析。
如果在Physical Disk 計算器，只有%Disk Time 值較大，其它值都比較適中，則硬盤可能會是瓶頸。若幾個值都比較大，且數(shù)值持續(xù)超過80% ，內(nèi)里可能是內(nèi)存泄漏。
2）根據(jù)Disk sec/Transfer 進行分析
一般來說，定義Transfer 數(shù)值小于15毫秒為優(yōu)秀，介于15~20毫秒之間為良好，30~60毫秒之間為可以接受，超過60毫秒則需要考慮更換硬盤或硬盤的RAID方式。（注意：各種不同的RAID其計算方式也不完全相同）
固態(tài)硬盤SSD是一種電子裝置，避免了傳統(tǒng)硬盤在尋道和旋轉(zhuǎn)上的時間花費，存儲單元尋址開銷大大降低，因些IOPS可以非常高。
內(nèi)存分析
為什么固態(tài)硬盤的無法做到內(nèi)存的存取速度呢？這是因為ROM固態(tài)硬盤和RAM內(nèi)存的實現(xiàn)原理不同導致的。
內(nèi)存的發(fā)展速度已經(jīng)達到了第五代DDR內(nèi)存（一般用于顯卡上），而我們通常主板上的使用的都是第三代DDR內(nèi)存，內(nèi)存的主要性指標是在讀寫/帶寬上，而影響帶寬上的指標主要是內(nèi)存通道及內(nèi)存頻率。
現(xiàn)在常見的內(nèi)存一般型號為DDR3 1333MHz ，我們可以通過更換更高頻率或更低時序的方式來提升內(nèi)存的帶寬。（內(nèi)存時序是描述內(nèi)存條性能的一種參數(shù)）
內(nèi)存頻率比較好理解，現(xiàn)在“發(fā)燒”級別的內(nèi)存頻率可以做到2400MHz，相對于1333MHz的默認頻率幾乎有了一倍的提升，這種頻率的提升，可以換來帶寬從16GB到24GB的提升，如果再能降低時序，那么結(jié)果會進一步提升。（關(guān)于內(nèi)存時序概念請參考其它文獻）。
另外一個提升策略就是通道，簡單來說就是讓多根內(nèi)存并行和內(nèi)存控制器進行交互，從而成倍地提升吞吐能力。對于內(nèi)存比較了解的朋友，雙通道、三通道甚至四通道這些名詞應該不會陌生。
內(nèi)存分析指標
1）查看Memory\Available Mbytes指標。
這個計數(shù)器是描述系統(tǒng)可用內(nèi)存的直接指標，在對系統(tǒng)進行操作系統(tǒng)級別的內(nèi)存分析時，首先通過這個指標建立一個初步的印象，了解性能測試過程中系統(tǒng)是否仍然有足夠的內(nèi)存可用。
如果這個指標的數(shù)據(jù)比較小，系統(tǒng)可能出現(xiàn)了內(nèi)存方面的問題。
2）Pages/sec、Pages Read/sec 和Page Faults/sec指標
操作系統(tǒng)經(jīng)常會利用磁盤交換的方式提高系統(tǒng)可用的內(nèi)存量或內(nèi)存的使用效率。這三個指標直接反映了操作系統(tǒng)進行磁盤交換的頻度。
如果Pages/sec 的計數(shù)器持續(xù)高于幾百，很可能會有內(nèi)存方面的問題產(chǎn)生，但Pages/sec的值很大不一定表明內(nèi)存有問題，而可能是運行使用內(nèi)存映射文件的程序所導致。 Page Faults/sec 值表示每秒發(fā)生頁面失效的次數(shù)，頁面失效次數(shù)越多，說明操作系統(tǒng)向內(nèi)存讀取的次數(shù)越多。些時還需要查看Pages Read/sec 的計數(shù)值，該計數(shù)器的閥值為5，如果計數(shù)值超過5，則可以判斷內(nèi)存存在問題。
3）根據(jù)Physical Disk計數(shù)器的值分析性能瓶頸
Physical Disk 計數(shù)器的分析包括對Pages Read/sec和 %Disk Time及Average Disk Queue Length 的分析。如果Pages Read/sec 很低，同時%Disk Time和Average Disk Queue Length 的值很高，則可能有磁盤瓶頸。但是，如果隊列長度增加的同時 Page Read/sec 并未降低，則是由于內(nèi)存不足。
------------------------------
由于篇幅問題，進程分析，網(wǎng)絡分析被遺漏，后面有必要的話會進行補充。