压测工具使用

作者：陈川阅读数：29735人阅读分类： Node.js

压测工具的基本概念

压测工具是用于模拟高并发请求的软件，帮助开发者评估系统在负载下的表现。Node.js生态中有多种压测工具，比如artillery、k6、autocannon等。这些工具可以模拟数千甚至数万用户同时访问系统，测试服务器的吞吐量、响应时间和稳定性。

为什么需要压测工具

开发环境中应用运行良好，但上线后可能因为流量激增导致崩溃。压测工具能提前暴露性能瓶颈，比如数据库连接池不足、内存泄漏或CPU过载。例如，一个电商网站在促销期间可能面临比平时高100倍的流量，压测能帮助预估服务器需要扩容的规模。

常用Node.js压测工具对比

artillery

基于Node.js的压测工具，支持YAML或JSON配置测试场景。适合复杂的多步骤测试流程，比如模拟用户登录后浏览商品。

// artillery脚本示例
config:
  target: "https://api.example.com"
  phases:
    - duration: 60
      arrivalRate: 50
scenarios:
  - flow:
      - get:
          url: "/products"
      - post:
          url: "/cart"
          json:
            productId: 123

k6

使用Go语言开发但提供JavaScript API，性能比纯Node.js工具更高。适合需要精确控制请求时序的场景。

import http from 'k6/http';
import { check, sleep } from 'k6';

export default function () {
  let res = http.get('https://test-api.example.com');
  check(res, {
    'status is 200': (r) => r.status === 200,
  });
  sleep(1);
}

autocannon

轻量级HTTP压测工具，适合快速测试单个API端点。安装简单，无需复杂配置。

npx autocannon -c 100 -d 20 https://api.example.com/users

如何设计压测场景

阶梯式压力测试

逐步增加并发用户数，观察系统性能拐点。例如：

初始阶段：50用户/秒，持续2分钟
增长阶段：每30秒增加20用户/秒
峰值阶段：维持200用户/秒5分钟

# artillery阶梯测试配置
phases:
  - duration: 120
    arrivalRate: 50
    name: "Warm up"
  - duration: 300
    arrivalRate: 50
    rampTo: 200
    name: "Ramp up"
  - duration: 300
    arrivalRate: 200
    name: "Sustain"

混合业务场景

模拟真实用户行为组合，比如：

30%用户浏览商品列表
40%用户搜索商品
20%用户添加购物车
10%用户完成支付

// k6混合场景示例
import { group, sleep } from 'k6';

export default function () {
  group('Browse flow', function () {
    http.get('https://shop.com/products');
    sleep(Math.random() * 3);
  });

  group('Checkout flow', function () {
    http.post('https://shop.com/cart', { productId: 456 });
    sleep(1);
    http.get('https://shop.com/checkout');
  });
}

关键性能指标解读

响应时间

p95：95%请求的响应时间低于该值
p99：最慢的1%请求的响应时间
平均响应时间：所有请求耗时的平均值

错误率

HTTP非2xx/3xx状态码的比例，健康系统应低于1%

吞吐量

单位时间内系统处理的请求数，通常用RPS(requests per second)衡量

实战案例：测试Express API

假设有一个用户查询API：

// server.js
const express = require('express');
const app = express();

app.get('/users/:id', (req, res) => {
  // 模拟数据库查询
  setTimeout(() => {
    res.json({ id: req.params.id, name: 'Test User' });
  }, 100);
});

app.listen(3000);

使用autocannon测试：

npx autocannon -c 100 -d 30 http://localhost:3000/users/123

典型输出包含：

Running 30s test @ http://localhost:3000/users/123
100 connections

┌─────────┬───────┬───────┬───────┬───────┬──────────┬─────────┬────────┐
│ Stat    │ 2.5%  │ 50%   │ 97.5% │ 99%   │ Avg      │ Stdev   │ Max    │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼───────┼──────────┼─────────┼────────┤
│ Latency │ 102ms │ 105ms │ 121ms │ 125ms │ 106.23ms │ 5.12ms  │ 138ms  │
└─────────┴───────┴───────┴───────┴───────┴──────────┴─────────┴────────┘

高级技巧：带认证的测试

测试需要JWT认证的API：

// k6带认证测试
import { crypto } from 'k6/crypto';

function generateJWT() {
  const header = JSON.stringify({ alg: 'HS256', typ: 'JWT' });
  const payload = JSON.stringify({ userId: 123, exp: Date.now()/1000 + 3600 });
  const key = 'secret';
  
  const unsignedToken = `${btoa(header)}.${btoa(payload)}`;
  const signature = crypto.hmac('sha256', key, unsignedToken, 'base64');
  
  return `${unsignedToken}.${signature}`;
}

export default function () {
  const token = generateJWT();
  const params = {
    headers: { 'Authorization': `Bearer ${token}` },
  };
  http.get('https://api.example.com/protected', params);
}

常见问题排查

测试客户端成为瓶颈

现象：CPU使用率100%，网络带宽占满
解决方案：分布式压测或多台机器同时测试

测试结果波动大

可能原因：后端有缓存机制或数据库连接池限制
解决方法：延长测试时间，确保缓存预热完成

连接被拒绝

检查点：
- 服务器是否设置了连接数限制
- 操作系统文件描述符限制
- 防火墙规则

集成到CI/CD流程

在GitHub Actions中自动运行压测：

name: Load Test
on: [push]
jobs:
  load-test:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v2
      - run: npm install -g artillery
      - run: artillery run test/scenarios/basic.yml
        env:
          API_URL: ${{ secrets.TEST_ENDPOINT }}