通过jmeter对websocket后台做压测

news2024/9/20 20:28:39

后台使用java程序，通过springboot集成的stomp协议暴露websocket接口，所以下文测试过程会有特定的stomp报文，无需在意，关注流程即可
本次测试使用jmeter模拟大量用户接收群消息的场景，可覆盖连接数以及消息并发的压测

一、jmeter下载安装

下载地址
https://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi
在这里插入图片描述
下载zip安装包到本地解压

进入/bin目录，执行jmeter.bat启动

打开一个命令行窗口和一个GUI窗口，启动成功

可以通过Options -> Choose Language -> Chinese切换语言为中文

二、安装JMeter WebSocket Samplers 插件

jmeter默认不支持websocket协议，需要安装插件

下载地址
https://bitbucket.org/pjtr/jmeter-websocket-samplers/downloads/?spm=a2c4g.11186623.0.0.6cfd2486vZsEcu
在这里插入图片描述
下载jar包后，复制到jmeter目录的lib/ext下

重启jmeter，添加一个线程组
Test Plan右键 -> 添加 -> 线程（用户） -> 线程组

然后线程组右键 -> 添加 -> 取样器，可以看到websocket的组件，则插件安装成功

三、通过postman测试websocket连接

在开始jmeter压测前，先通过postman测试两个连接的群发消息功能正常

1、新建id为1002用户的websocket连接

输入后台握手地址，其中1002是sessionId，实际会由客户端随机生成
点击Connect
在这里插入图片描述
可以看到握手成功，后台响应了一个 o，此时已经完成协议升级

然后输入以下stomp指令，点击send
[“CONNECT\nbusinessId:5\nmemberId:1002\naccept-version:1.1,1.0\nheart-beat:10000,10000\n\n\u0000”,“SUBSCRIBE\nbusinessId:5\nmemberId:1002\nid:sub-1\ndestination:/topic/12344321\n\n\u0000”]

这个指令是stomp协议的内容，可以不用关注，简单理解为向后台发送一条消息，订阅了一个名为12344321的队列
在这里插入图片描述发送成功，服务端针对CONNECT指令响应了a[“CONNECTED\nversion:1.1\nheart-beat:0,0\nuser-name:1002\n\n\u0000”]

2、新建id为1003用户的websocket连接

重复上述步骤，把地址栏以及stomp指令里的1002改成1003
在这里插入图片描述

3、通过1002用户发送群消息

在1002的连接上输入以下指令，向群组12344321发送一条消息

[“SEND\nbusinessId:5\nmemberId:1002\ndestination:/websocket/sendToGroup\ncontent-length:110\n\n{“senderId”:“1002”,“receiverId”:“12344321”,“messageContent”:“hello everyone”,“messageType”:1,“receiverType”:2}\u0000”]
在这里插入图片描述发送后，由于1002自身也订阅了群组12344321，所以他也收到了服务端的推送
打开1003的窗口，同样收到了群消息
为方便测试，后台提供了接口，查看websocket连接数以及对应的IP和端口

通过本地cmd执行netstat命令，可以查看到这两个端口在使用中
在这里插入图片描述
websocket后端工作正常，接下来可以着手开始用jmeter压测

四、jmeter压测

先观察下插件提供的几个Websocket测试组件
在这里插入图片描述
Open Connection用于开启一个websocket连接，会完成协议升级
Single Write 用于向服务端发送数据，看名字，Single，只能发送一次，如果需要发送多次，可以建多个WebSocket Single Write Sampler
Single Read 用于接收服务端的推送，同样只能接收一次，如果要接收多次消息，要建多个
request-response 一个发送以及一个接收，相当于Write + Read

jmeter压测后可以保持连接活跃，但并不能像聊天窗口一样随时发送和接收消息，所以需要针对自己的测试场景组合这几个组件

新建计数器

先创建一个计数器，用以模拟不同用户建立连接
线程组右键 -> 添加 -> 配置元件 -> 计数器
在这里插入图片描述
设置计数器从2000开始，每次递增1，引用名称填sessionId，这个相当于变量名，后续可以用在请求地址或者请求参数里

新建WebSocket Open Connection

用于握手升级协议

线程组右键 -> 添加 -> 取样器 -> Websocket Open Connection
在这里插入图片描述
在新建的Websocket Open Connection中填入后台协议升级的接口IP、端口以及路径地址
其中路径里使用了变量${sessionId}

新建Websocket Single Write

在这里插入图片描述
在Connection里选中use existing connection，也就是会使用上面WebSocket Open Connection组件建立的连接

然后在Request data里填入stomp指令，完成用户身份绑定，以及订阅群组12344321

[“CONNECT\nbusinessId:5\nmemberId: $KaTeX parse error: Undefined control sequence: \naccept at position 12: {sessionId}\̲n̲a̲c̲c̲e̲p̲t̲-version:1.1,1.…$ {sessionId}\nid:sub-1\ndestination:/topic/12344321\n\n\u0000”]
在这里插入图片描述

新建WebSocket Single Read

在这里插入图片描述
通过之前的postman测试可以发现，在握手成功以及CONNECT指令发送成功后，服务端都会有一个响应

（实际上spring内置的stomp集成，服务端会针对每一个客户端连接启动一个类似心跳的任务，每隔25秒推送一个报文h，这里为了方便测试，修改源码把这个任务停掉了，如果你的websocket服务端也有类似的定时推送，测试过程中需要留意，因为每个Read Sampler只能接收一次消息）
在这里插入图片描述
所以我们这里要建立3个Read Sampler组件，前2个用于接收服务端的响应，第3个用于等待接收群消息
Read Sampler的Connection同样要选择 use existing connection

为了方便测试，把这个3个Read Sampler名字后面分别加上 ${sessionId}-握手、$ {sessionId}-订阅群组、${sessionId}-群消息

其中第3个Read Sampler由于要接收消息，将它的Response Timeout调大点
在这里插入图片描述

添加结果监听器

线程组右键 -> 添加 -> 监听器 -> 查看结果树
在这里插入图片描述

调整线程数

线程数调整为12000
在这里插入图片描述

执行测试

在这里插入图片描述
执行完后，结果里目前只有握手和订阅群组的响应，群消息还没发，所以第3个Read Sampler在等待中

通过后台接口查看连接数，包括了jmeter的12000个连接以及postman的2个连接

端口号

然后通过postman的用户1002再次发布群消息
在这里插入图片描述

jmeter里第3个Reader收到了消息
在这里插入图片描述单机能建立的连接数受端口号限制，jmeter建立连接使用的端口号大多数从49000开始，到最大端口号65535，再加上其他进程占用的端口，瓶颈大概在16000

比如把线程数调整到20000，执行到16000就开始增长缓慢甚至卡住了，jmeter也有报错无连接可以复用
所以如果需要对服务器做连接数上限等的压测，比如数十万连接，就需要多台服务器配合了
在这里插入图片描述

踩坑记录

通过上面最后一张图，可以看到jmeter其实会复用一些连接，如果只通过WebSocket Open Connection来试图测试连接上限，会发现后台连接会短暂达到线程组的指定数字，但很快会降低到一个随机值，期间没有日志，但多测几次后，又有可能所有连接都保持活跃，线程组的线程数越多，这个现象越容易出现

通过对stomp的代码排查，发现部分连接被close掉的过程中，有一个异常被catch掉了，修改源码后抛出，可以在控制台看到一个EOF Exception
在这里插入图片描述
这个异常通常出现在读取的过程中意外遇到输入流末尾导致，放在这个场景里，就是jmeter在某个端口建立了连接A，后来又关闭A，在同一个端口上建立了连接B，在压测的过程中，这个变化非常快，服务端还没来得及做清理，于是在服务端看来，A和B都是某个IP的特定端口，是同一个socket连接，所以读取数据的时候就发生了混乱

至于为什么jmeter会复用这个端口，我的理解是jmeter的几个websocket组件，不管是Single Read Sampler还是Open Connection，其实都是一次性的，并不能持续的接收或者发送消息，那么当其执行完毕，jmeter认为其使命已经结束，在资源紧张的情况下，可以收回该端口了

通过单纯的OpenConnection测试，发现jmeter日志里确实有标明某线程已经Done并且Finished了
在这里插入图片描述
而通过本文测试接收群消息的方式，第3个Read Sampler的timeout时间很长，在群消息到来前，这个线程的任务并没有结束，所以也就不能清理并复用其端口了，于是所有的连接都通过不同的端口建立