TPS、QPS、吞吐量、並發用戶數區別及理解（二）
- 2020 年 2 月 2 日
- 筆記
我們之前講到了性能需求挖掘、性能方案制定及壓測場景設計之疑惑與思考（一）今天我們來看下，性能測試的術語介紹。
一、QPS/TPS
QPS：Queries Per Second意思是「每秒查詢率」，是一台服務器每秒能夠相應的查詢次數，是對一個特定的查詢服務器在規定時間內所處理流量多少的衡量標準。
TPS：是TransactionsPerSecond的縮寫，也就是事務數/秒。它是軟件測試結果的測量單位。一個事務是指一個客戶機向服務器發送請求然後服務器做出反應的過程。客戶機在發送請求時開始計時，收到服務器響應後結束計時，以此來計算使用的時間和完成的事務個數。
Tps即每秒處理事務數，包括了
1）用戶請求服務器
2）服務器自己的內部處理
3）服務器返回給用戶
這三個過程，每秒能夠完成N個這三個過程，Tps也就是3；
Qps基本類似於Tps，但是不同的是，對於一個頁面的一次訪問，形成一個Tps；但一次頁面請求，可能產生多次對服務器的請求，服務器對這些請求，就可計入「Qps」之中。
例如：訪問一個頁面會請求服務器3次，一次放，產生一個「T」，產生3個「Q」
二、系統吞吐量
一個系統的吞度量（承壓能力）與request對CPU的消耗、外部接口、IO等等緊密關聯。單個reqeust 對CPU消耗越高，外部系統接口、IO影響速度越慢，系統吞吐能力越低，反之越高。
系統吞吐量幾個重要參數：QPS（TPS）、並發數、響應時間
QPS（TPS）：每秒鐘request/事務 數量
並發數：系統同時處理的request/事務數
響應時間： 一般取平均響應時間
理解了上面三個要素的意義之後，就能推算出它們之間的關係：
QPS（TPS）= 並發數/平均響應時間 或者 並發數 = QPS*平均響應時間
例：一個典型的上班簽到系統，早上8點上班，7點半到8點的30分鐘的時間裏用戶會登錄簽到系統進行簽到。公司員工為1000人，平均每個員上登錄簽到系統的時長為5分鐘。可以用下面的方法計算。
QPS = 1000/(30*60) 事務/秒
平均響應時間為 = 5*60 秒
並發數= QPS*平均響應時間 = 1000/(30*60) *(5*60)=166.7
一個系統吞吐量通常由QPS（TPS）、並發數兩個因素決定，每套系統這兩個值都有一個相對極限值，在應用場景訪問壓力下，只要某一項達 到系統最高值，系統的吞吐量就上不去了，如果壓力繼續增大，系統的吞吐量反而會下降，原因是系統超負荷工作，上下文切換、內存等等其它消耗導致系統性能下 降。
三、吞吐量的計算公式
從業務角度看，吞吐量可以用：請求數/秒、頁面數/秒、人數/天或處理業務數/小時等單位來衡量
從網絡角度看，吞吐量可以用：位元組/秒來衡量
對於交互式應用來說，吞吐量指標反映的是服務器承受的壓力，他能夠說明系統的負載能力
以不同方式表達的吞吐量可以說明不同層次的問題，例如，以位元組數/秒方式可以表示數要受網絡基礎設施、服務器架構、應用服務器制約等方面的瓶頸；已請求數/秒的方式表示主要是受應用服務器和應用代碼的制約體現出的瓶頸。
當沒有遇到性能瓶頸的時候，吞吐量與虛擬用戶數之間存在一定的聯繫，可以採用以下公式計算：F=VU * R /
其中F為吞吐量，VU表示虛擬用戶個數，R表示每個虛擬用戶發出的請求數，T表示性能測試所用的時間
四、性能術語
1、並發用戶數的計算公式
系統用戶數：系統額定的用戶數量，如一個OA系統，可能使用該系統的用戶總數是5000個，那麼這個數量，就是系統用戶數。
同時在線用戶數：在一定的時間範圍內，最大的同時在線用戶數量。
同時在線用戶數=每秒請求數RPS（吞吐量）+並發連接數+平均用戶思考時間
平均並發用戶數的計算：C=nL / T
其中C是平均的並發用戶數，n是平均每天訪問用戶數（login session），L是一天內用戶從登錄到退出的平均時間（login session的平均時間），T是考察時間長度（一天內多長時間有用戶使用系統）
並發用戶數峰值計算：C^約等於C + 3*根號C
其中C^是並發用戶峰值，C是平均並發用戶數，該公式遵循泊松分佈理論。
