紀(jì)芩

（江西省網(wǎng)絡(luò)安全研究院，江西 南昌 330019）

1 引言

微信小程序是不需要用戶下載安裝、只需用微信掃碼或搜索打開即可使用的手機(jī)應(yīng)用程序。因小程序的開發(fā)門檻低、傳播快、收益高，越來越多的開發(fā)者投入到小程序這一領(lǐng)域。馬化騰在第五屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)公開表示，目前微信小程序應(yīng)用數(shù)量超過了100萬，覆蓋200多個(gè)細(xì)分的行業(yè)，日活用戶達(dá)到2個(gè)億。但與此同時(shí)，由于整體開發(fā)水平參差不齊，已出現(xiàn)越來越多的小程序質(zhì)量問題，尤其是在電商、零售、旅游、直播等容易有高并發(fā)量的行業(yè)，小程序出現(xiàn)“服務(wù)器崩潰”“訪問響應(yīng)緩慢”“頁面操作卡死”“支付提交失敗”等性能問題更頻繁，所以對(duì)微信小程序的性能進(jìn)行測(cè)試很有必要。目前用開源的性能測(cè)試工具測(cè)微信小程序的性能案例很少，為此，筆者以旅游行業(yè)為例，詳細(xì)介紹如何使用JMeter來測(cè)微信小程序的性能。

2 性能測(cè)試概述

性能測(cè)試是指通過自動(dòng)化工具模擬生產(chǎn)環(huán)境運(yùn)行的業(yè)務(wù)壓力和使用場(chǎng)景組合，覆蓋多種正常負(fù)載、峰值負(fù)載和異常負(fù)載條件，測(cè)試系統(tǒng)的性能是否滿足生產(chǎn)性能指標(biāo)要求的一系列過程[1]。性能測(cè)試是一項(xiàng)綜合性的工作，目的在于暴露性能問題，評(píng)估性能趨勢(shì)。通俗來說，性能測(cè)試實(shí)質(zhì)上就是利用工具去模擬大量用戶操作來驗(yàn)證系統(tǒng)能夠承受的負(fù)載情況，找出潛在的性能問題，分析并解決；找出系統(tǒng)性能變化趨勢(shì)，為后續(xù)的擴(kuò)展提供參考。

常見的Web性能測(cè)試可以分為以下幾類：

（1）負(fù)載測(cè)試：不斷加大負(fù)載（不同虛擬用戶數(shù)）來確定在滿足性能指標(biāo)情況下系統(tǒng)能夠承受的最大用戶數(shù)，這種測(cè)試可以幫我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定容定量，找到系統(tǒng)性能拐點(diǎn)。

（2）壓力測(cè)試：也叫強(qiáng)度測(cè)試，它是指逐步給系統(tǒng)增加壓力，測(cè)試系統(tǒng)的性能變化，使系統(tǒng)某些資源達(dá)到飽和或系統(tǒng)崩潰的邊緣，從而確定系統(tǒng)所能承受的最大壓力。

（3）并發(fā)測(cè)試：模擬多用戶并發(fā)訪問同一應(yīng)用、同一操作的測(cè)試，記錄是否會(huì)產(chǎn)生一些問題。

（4）配置測(cè)試：為了合理地調(diào)配資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，通過測(cè)試手段來獲取、驗(yàn)證、調(diào)整配置信息的過程，通過這個(gè)過程我們可以收集到不同配置反映出來的不同性能，從而為設(shè)備選擇及配置提供參考。

（5）容量測(cè)試：是指在一定的軟硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，測(cè)試系統(tǒng)所能支持的最大用戶數(shù)、最大存儲(chǔ)量等。容量測(cè)試通常與數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)資源（如CPU、內(nèi)存、磁盤等）有關(guān)，用于規(guī)劃將來需求增長(zhǎng)（如用戶增長(zhǎng)、業(yè)務(wù)量增加等）時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)資源的優(yōu)化。

一般來說，性能測(cè)試的完整過程包括分析、設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、執(zhí)行和總結(jié)5個(gè)階段，常見的Web性能測(cè)試指標(biāo)有：并發(fā)數(shù)、平均響應(yīng)時(shí)間、服務(wù)器資源占用率、錯(cuò)誤率、吞吐率等。

3 使用JMeter測(cè)微信小程序的性能

3.1 JMeter簡(jiǎn)介及工作原理

Apache JMeter是Apache組織開發(fā)的基于Java的性能測(cè)試工具，它是一款開源桌面應(yīng)用軟件，可用來模擬用戶負(fù)載來完成性能測(cè)試工作。JMeter可以對(duì)Web應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試，也可 以 對(duì)Java請(qǐng) 求、JMS、EJB、WebService、JDBC、FTP、JSR223、Socket等協(xié)議進(jìn)行測(cè)試，除此之外，還可以通過擴(kuò)展JMeter功能來滿足特定的測(cè)試需求。

在Web性能測(cè)試中，JMeter軟件被當(dāng)作Web服務(wù)器與瀏覽器之間的一個(gè)代理網(wǎng)管，模擬在服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)或者其他對(duì)象上附加高負(fù)載以測(cè)試他們提供服務(wù)的受壓能力，或者分析他們提供的服務(wù)在不同負(fù)載條件下的總性能情況[2]。JMeter體系結(jié)構(gòu)由取樣器、前/后置處理器、配置元件、控制器、斷言、監(jiān)聽器、線程組等元件組成，它的基本工作原理是建立一個(gè)線程池，多線程運(yùn)行取樣器產(chǎn)生大量負(fù)載，在運(yùn)行過程中通過斷言來驗(yàn)證結(jié)果的正確性，通過監(jiān)聽器來記錄測(cè)試結(jié)果[3]。如果取樣器中有參數(shù)化的需求，可以通過配置元件或者前置處理器來完成；如果有關(guān)聯(lián)需求，可以通過后置處理器來完成；如果想要設(shè)置應(yīng)用場(chǎng)景，比如模擬多少用戶、運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間，可以設(shè)置線程組；如果想要模擬并發(fā)場(chǎng)景，可以利用定時(shí)器來設(shè)置；如果想要控制業(yè)務(wù)的執(zhí)行邏輯，可以用控制器來完成。

JMeter具有開源免費(fèi)且操作簡(jiǎn)單、可進(jìn)行功能擴(kuò)展、測(cè)試腳本易于維護(hù)等眾多優(yōu)點(diǎn)，正因如此，JMeter是目前使用率最高的性能測(cè)試工具之一。

3.2 測(cè)試需求

本文選取“云游吉安”微信小程序的“關(guān)鍵詞搜索”操作作為測(cè)試點(diǎn)來進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試工具版本為JMeter 5.1.1。“云游吉安”微信小程序是吉安市文廣新聞出版旅游局推出的一款涵蓋吃、住、行、游、購、娛、文化、歷史八個(gè)版塊，內(nèi)容豐富，可為游客提供人性化服務(wù)體驗(yàn)的小程序，用戶規(guī)模龐大。

根據(jù)小程序的實(shí)際使用需求，制定性能指標(biāo)如表1。由于“云游吉安”是一款真實(shí)在用的商業(yè)小程序，沒有開發(fā)方的配合，有些性能指標(biāo)比如服務(wù)器CPU占用率和內(nèi)存使用率無法進(jìn)行測(cè)試獲取，故不列入本文性能測(cè)試指標(biāo)。筆者首先從1500并發(fā)數(shù)開始測(cè)試，分5次逐漸增加并發(fā)數(shù)到3500，分析各個(gè)性能指標(biāo)結(jié)果的變化。

表1 性能測(cè)試指標(biāo)

3.3 腳本錄制及調(diào)試

微信小程序可在手機(jī)端微信和電腦端微信中運(yùn)行，經(jīng)過多次嘗試，筆者發(fā)現(xiàn)在手機(jī)端微信進(jìn)行測(cè)試時(shí)JMeter工具錄制不到有效腳本，F(xiàn)idder、Burpsuite等抓包工具可錄制到有效腳本，因此需要通過Fidder、Burpsuite錄制腳本導(dǎo)出.jmx格式然后在JMeter上運(yùn)行，而且腳本還要進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試，此方法比較繁瑣。最終，筆者選用“云游吉安”微信小程序電腦端進(jìn)行腳本錄制及測(cè)試。腳本錄制之前，電腦端要設(shè)置代理，地址為：127.0.0.1，端口號(hào)可自行設(shè)置，這里設(shè)為8886，和JMeter中的HTTP代理服務(wù)器端口號(hào)一致。

初次錄制時(shí)，打開JMeter按常規(guī)步驟添加線程組、HTTP代理服務(wù)器、HTTP Cookie管理器等元件，在HTTP代理服務(wù)器中，端口號(hào)設(shè)為8886，目標(biāo)控制器選擇：測(cè)試計(jì)劃>線程組，分組選擇：不對(duì)樣本分組，其余設(shè)置默認(rèn)，然后啟動(dòng)HTTP代理服務(wù)器，接著在電腦端微信操作“云游吉安”小程序，錄制結(jié)束后發(fā)現(xiàn)JMeter無法錄制到有效內(nèi)容，只錄制到個(gè)別無效請(qǐng)求。檢查發(fā)現(xiàn)這些請(qǐng)求都是https協(xié)議，因?yàn)殇浿苃ttp和https有不一樣的規(guī)則，https是http+SSL，需要安全證書，所以被禁止訪問。

再次錄制時(shí)，啟動(dòng)JMeter的HTTP代理服務(wù)器，此時(shí)會(huì)在JMeter安裝目錄的bin目錄下生成一個(gè)安全證書文件ApacheJMeterTemporaryRootCA.Crt，隨后需要在JMeter選項(xiàng)>SSL管理器中導(dǎo)入此證書，導(dǎo)入后關(guān)閉JMeter。同時(shí)，電腦端也要導(dǎo)入JMeter剛剛生成的安全證書，筆者使用的電腦操作系統(tǒng)為Windows 10，導(dǎo)入證書過程為：在“運(yùn)行”里面輸入certmgr.msc，進(jìn)入到證書管理器，點(diǎn)擊“受信任的根證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)”，選擇要導(dǎo)入的證書，點(diǎn)擊導(dǎo)入即可。

再次打開JMeter進(jìn)行最后一次錄制，啟動(dòng)HTTP代理服務(wù)器后，在電腦端微信打開“云游吉安”小程序，接著點(diǎn)擊首頁關(guān)鍵詞搜索框，頁面隨即跳轉(zhuǎn)到專門的搜索頁面，搜索框輸入“井岡山”回車后，搜索結(jié)果頁面如圖1所示。

圖1 搜索結(jié)果頁面

錄制結(jié)束后對(duì)腳本進(jìn)行分析，將明顯的無用HTTP請(qǐng)求刪除，再對(duì)其余HTTP請(qǐng)求一一進(jìn)行分析。通過在每條HTTP請(qǐng)求下面添加監(jiān)聽器>察看結(jié)果樹，運(yùn)行腳本后分析每條HTTP請(qǐng)求提交的數(shù)據(jù)和服務(wù)器對(duì)其的響應(yīng)數(shù)據(jù)，直到出現(xiàn)正確的請(qǐng)求和響應(yīng)數(shù)據(jù)，說明腳本調(diào)試成功，隨后可以刪除腳本中的無效請(qǐng)求，只保留“關(guān)鍵詞搜索”操作對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求。調(diào)試成功的腳本如圖2、圖3所示，圖2中同請(qǐng)求一起發(fā)送各參數(shù)值及圖3中察看結(jié)果樹的響應(yīng)數(shù)據(jù)均與錄制時(shí)的圖1一致。圖2中HTTP信息頭管理器Referer值為：https://servicewechat.com/wx7827424d4fb6f317/67/page-frame.html。

圖2 關(guān)鍵詞搜索——HTTP請(qǐng)求

圖3 關(guān)鍵詞搜索——察看結(jié)果樹

3.4 測(cè)試結(jié)果分析

在腳本中添加簡(jiǎn)單控制器、同步定時(shí)器、聚合報(bào)告、圖形結(jié)果、響應(yīng)斷言、斷言結(jié)果等元件，在響應(yīng)斷言中測(cè)試模式里面輸入“井岡山”、自定義失敗消息里面輸入“查詢失敗”，其余設(shè)置默認(rèn)，然后按照測(cè)試計(jì)劃分5次進(jìn)行多用戶并發(fā)測(cè)試。分別將線程數(shù)和定時(shí)器中模擬用戶組數(shù)量設(shè)為1500、2000、2500、3000、3500，運(yùn)行腳本后，性能測(cè)試結(jié)果（聚合報(bào)告）如圖4~圖8所示，將圖4~圖8的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出表2。

圖4 1500并發(fā)數(shù)的聚合報(bào)告

圖8 3500并發(fā)數(shù)的聚合報(bào)告

從表2可知：

表2 性能測(cè)試結(jié)果

（1）系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間隨著并發(fā)數(shù)的逐步增加不斷增長(zhǎng)，當(dāng)并發(fā)數(shù)為3500時(shí)，平均響應(yīng)時(shí)間達(dá)到3.134秒，不滿足性能測(cè)試指標(biāo)要求。

（2）隨著并發(fā)數(shù)的增加，系統(tǒng)的吞吐率先增后降，當(dāng)并發(fā)數(shù)為3000時(shí)，吞吐率達(dá)到最大值591.0事務(wù)/秒，而后開始急劇下降，當(dāng)并發(fā)數(shù)為3500時(shí)，吞吐率降至156.0事務(wù)/秒，不滿足性能測(cè)試指標(biāo)要求。

綜上所述，并發(fā)數(shù)不超過3000時(shí)，系統(tǒng)各性能測(cè)試結(jié)果均滿足指標(biāo)要求。當(dāng)并發(fā)數(shù)為3000~3500時(shí)，系統(tǒng)平均響應(yīng)時(shí)間超時(shí)，錯(cuò)誤率出現(xiàn)，吞吐率從峰值急降，系統(tǒng)性能開始出現(xiàn)瓶頸，瓶頸原因可能與服務(wù)器的配置、網(wǎng)絡(luò)帶寬以及程序代碼邏輯有關(guān)。

4 結(jié)語

用開源性能測(cè)試工具JMeter對(duì)微信小程序進(jìn)行性能測(cè)試的案例目前很少，所以本文測(cè)試方法具有一定的新穎性。傳統(tǒng)思想是用微信手機(jī)端運(yùn)行小程序進(jìn)行測(cè)試，那樣很可能會(huì)錄制失敗，或者錄制難度和繁瑣度會(huì)大大增加。本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)在于運(yùn)用JMeter對(duì)微信小程序電腦端進(jìn)行性能測(cè)試，此測(cè)試方法準(zhǔn)確有效，操作簡(jiǎn)單易上手。讀者后續(xù)可以自行選擇一些感興趣的微信小程序參照本文方法進(jìn)行測(cè)試，如果定的性能指標(biāo)中并發(fā)數(shù)較大，可考慮采用多臺(tái)負(fù)載機(jī)進(jìn)行分布式測(cè)試。

圖5 2000并發(fā)數(shù)的聚合報(bào)告

圖6 2500并發(fā)數(shù)的聚合報(bào)告

圖7 3000并發(fā)數(shù)的聚合報(bào)告