Ubuntu Tomcat如何进行性能测试

Ubuntu 下 Tomcat 性能测试与监控实操指南

一测试准备与关键指标

准备稳定版本：建议使用 Tomcat 9+、JDK 11+，并在测试机上安装 Apache JMeter 5.5+。为减少干扰，测试环境尽量与生产一致（硬件规格、网络、JDK/容器版本、应用版本）。
关键业务指标：吞吐量（req/s）、响应时间（平均/95/99分位）、错误率。
关键资源指标：Tomcat 线程池（当前/最大线程、繁忙线程）、JVM 堆与非堆内存、GC 次数/停顿、CPU/内存/磁盘 I/O/网络。
监控方式：开启 JMX 远程监控，结合 JConsole/VisualVM 观察 MBean；必要时补充系统级监控（如 sar/pidstat/ifstat）。
安全提示：压测与监控仅在非生产环境进行，避免对线上造成影响。

二快速上手两种常用工具与命令

Apache JMeter（功能全面，适合复杂场景与报告）
- 安装：sudo apt-get install -y openjdk-11-jdk jmeter；GUI 设计测试计划，非 GUI 运行更稳定。
- 示例（非 GUI，直接对应用接口压测）：
```
jmeter -n -t benchmark.jmx -Jthreads=100 -Jduration=300 -Jurl=http://localhost:8080/app/api -l results/result_100u.jtl
```
  说明：线程数 100、持续时间 300s，结果写入 JTL 文件便于后续聚合分析。
ApacheBench（轻量快速，适合单接口基线）
- 安装：sudo apt-get install -y apache2-utils。
- 示例（GET）：
```
ab -n 10000 -c 200 http://localhost:8080/
```
- 示例（POST JSON）：
```
ab -n 1000 -c 100 -p data.json -T application/json http://localhost:8080/add
```
- 关注输出中的 Requests per second、Time per request、Failed requests 等核心项。

三启用 JMX 监控 Tomcat 与 JVM

方式一（推荐）在 $CATALINA_HOME/bin/setenv.sh 中追加（如文件不存在则新建）：

export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS \
  -Dcom.sun.management.jmxremote \
  -Dcom.sun.management.jmxremote.port=1099 \
  -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false \
  -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false \
  -Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1"

重启 Tomcat 后用 JConsole 连接 localhost:1099 查看 MBean。

方式二直接在 catalina.sh 的 JAVA_OPTS 中追加相同参数。
安全建议（压测环境外）：为 JMX 配置 SSL 与 用户名/密码，并限制来源 IP。
在 JConsole 中重点查看：
- MBeans → Catalina → GlobalRequestProcessor → http-nio-8080：观察 requestCount、errorCount、processingTime、maxTime（吞吐、错误、平均/最大响应时间）。
- 线程与内存面板：观察线程数变化、堆/非堆使用与 GC 行为。

四监控与结果分析要点

系统资源：使用 top/vmstat/pidstat/sar/ifstat 观察 CPU 利用率、内存占用、I/O 等待、网络吞吐，定位是否为系统层瓶颈。
Tomcat 线程池：通过 JMX 的 GlobalRequestProcessor 与 ThreadPool MBean 观察 当前线程数、最大线程数、繁忙线程 与 请求排队，判断是否线程不足或连接堆积。
JVM：在 JConsole/VisualVM 观察 堆内存曲线、GC 次数/停顿，若 Full GC 频繁或停顿过长，需优化 -Xms/-Xmx 与 GC 策略。
结果判读：
- 吞吐（req/s）随并发上升而提高，直至受限于 CPU/内存/网络/数据库；
- 95/99 分位响应时间 比平均值更能反映用户体验；
- 错误率升高通常伴随 线程池耗尽、连接超时、后端依赖异常；
- 多次迭代测试取稳定区间，避免冷启动影响。

五自动化脚本与持续化压测

可用 Python/Bash 实现“环境检查 → 启动 JMeter → 采集 JMX/系统指标 → 生成报告”的全流程自动化。

示例 Bash 骨架（要点）：

#!/usr/bin/env bash
set -euo pipefail
TOMCAT_URL="http://localhost:8080"
TEST_DURATION=300
CONCURRENT_USERS=(50 100 200)
RESULT_DIR="./results/$(date +%Y%m%d_%H%M%S)"
mkdir -p "$RESULT_DIR"

check_env() {
  if ! curl -s "$TOMCAT_URL/manager/status" | grep -q "OK"; then
    echo "Tomcat 未就绪"; exit 1
  fi
}

run_load_test() {
  local users=$1
  jmeter -n -t ./benchmark/template.jmx \
    -Jthreads=$users -Jduration=$TEST_DURATION -Jurl=$TOMCAT_URL \
    -l "$RESULT_DIR/jmeter_${users}u.jtl"
}

collect_metrics() {
  local users=$1
  # 伪采集示例：线程、会话、空闲内存（实际可用 JMXterm/jmxquery 等）
  echo "{\"threads\":\"$(curl -s "$TOMCAT_URL/manager/status/all" | awk '/Max threads/{print $4}')}\"" \
    > "$RESULT_DIR/metrics_${users}u.json"
}

main() {
  check_env
  for u in "${CONCURRENT_USERS[@]}"; do
    run_load_test "$u"
    collect_metrics "$u"
  done
  # 可调用 JMeter 报告生成或 Python 聚合脚本
}
main

建议将 JTL 结果、JMX 指标 JSON、系统监控 CSV 统一归档，使用 Python/pandas + matplotlib 生成图表，便于对比不同版本与配置的差异。

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