使用 k6 进行压力测试

简介

k6 是一个压力测试套件，使用 golang 编写。主要特性有：

提供了友好的 CLI 工具
使用 JavaScript 代码编写测试用例
可以根据性能条件设置阈值，表明成功还是失败

k6 没有使用 nodejs 而是 golang 程序，通过包裹了一个 JavaScript 运行时来运行 JavaScript 脚本，因此不能直接使用 npm 包以及 Nodejs 提供的一些 API。

同时，k6 在运行测试时，没有启动浏览器，主要用于测试页面以及 API 加载速度。k6 提供了通过网络请求（HAR）生成测试脚本的方法，实现更简便的测试脚本编写，以及 session 的维护。

安装

在 Mac 上比较简单，直接使用 HomeBrew 即可安装：

brew install k6

其他平台官网也提供了相应的安装方式，比较特别的是提供了 Docker 的方式运行。

使用

直接使用 k6 的命令运行测试，官网提供了一个例子：

k6 run github.com/loadimpact/k6/samples/http_get.js

也可以编写自己的测试脚本:

import http from "k6/http";
import { sleep } from "k6";

export default function() {
  http.get("https://www.thoughtworks.com");
  sleep(1);
};

保存文件 script.js 后运行 k6 命令

k6 run script.js

然后可以看到 http 请求的各项指标

        /\      |‾‾|  /‾‾/  /‾/   
     /\  /  \     |  |_/  /  / /    
    /  \/    \    |      |  /  ‾‾\  
   /          \   |  |‾\  \ | (_) | 
  / __________ \  |__|  \__\ \___/ .io

  execution: local
     output: -
     script: k6.js

    duration: -,  iterations: 1
         vus: 1, max: 1

    done [==========================================================] 1 / 1

    data_received..............: 108 kB 27 kB/s
    data_sent..................: 1.0 kB 252 B/s
    http_req_blocked...........: avg=2.35s    min=2.35s    med=2.35s    max=2.35s    p(90)=2.35s    p(95)=2.35s   
    http_req_connecting........: avg=79.18ms  min=79.18ms  med=79.18ms  max=79.18ms  p(90)=79.18ms  p(95)=79.18ms 
    http_req_duration..........: avg=639.03ms min=639.03ms med=639.03ms max=639.03ms p(90)=639.03ms p(95)=639.03ms
    http_req_receiving.........: avg=358.12ms min=358.12ms med=358.12ms max=358.12ms p(90)=358.12ms p(95)=358.12ms
    http_req_sending...........: avg=1.79ms   min=1.79ms   med=1.79ms   max=1.79ms   p(90)=1.79ms   p(95)=1.79ms  
    http_req_tls_handshaking...: avg=701.46ms min=701.46ms med=701.46ms max=701.46ms p(90)=701.46ms p(95)=701.46ms
    http_req_waiting...........: avg=279.12ms min=279.12ms med=279.12ms max=279.12ms p(90)=279.12ms p(95)=279.12ms
    http_reqs..................: 1      0.249921/s
    iteration_duration.........: avg=4s       min=4s       med=4s       max=4s       p(90)=4s       p(95)=4s      
    iterations.................: 1      0.249921/s
    vus........................: 1      min=1 max=1
    vus_max....................: 1      min=1 max=1

运行压力测试时，需要增加更多的虚拟用户（VU），vus 参数和持续时间的参数:

k6 run --vus 10 --duration 30s script.js

编写测试脚本的一些规则

default 方法是用于给每个 VU 以及每次迭代重复运行的，因此需要把真正的测试代码放到这个方法中，例如访问某个页面。

为了保证测试的准确性，一些初始化的代码不应该放到 default 方法中。尤其是文件的读取等依赖环境上下文的操作不能放到 default 方法中执行，这样做也会丢失 k6 分布式运行的能力。

前面提到的命令行参数，例如指定虚拟用户数量 --vus 10，这些参数也可以放到脚本代码中。通过暴露一个 options 对象即可。

export let options = {
  vus: 10,
  duration: "30s"
};

为了更为真实的模拟用户访问的场景，k6 提供了在整个测试期间让用户数量和访问时间呈阶段性变化的能力。只需要在 options 中增加 stages 参数即可：

export let options = {
 stages: [
    { duration: "30s", target: 20 },
    { duration: "1m30s", target: 10  },
    { duration: "20s", target: 0 },
  ]
};

在测试过程中需要检查网络请求是否成功，返回的状态码是否正确，以及响应时间是否符合某个阈值。在脚本中可以通过调用 check() 方法编写检查语句，以便 k6 能收集到报告。

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

export let options = {
  vus: 10,
  duration: "30s"
};

export default function() {
  let res = http.get("http://test.loadimpact.com");
  check(res, {
    "status was 200": (r) => r.status == 200,
    "transaction time OK": (r) => r.timings.duration < 200
  });
  sleep(1);
};

报告输出

k6 默认将报告输出到 stdout 控制台，同时也提供了多种格式报告输出，包括：

JSON
CSV
InfluxDB
Apache Kafka
StatsD
Datadog
Load Impact cloud platform

当然，我们在编写测试的时候不可能只有一个用例，对多个场景可以在脚本中通过 group 进行分组，分组后输出的报告会按照分组排列。同时，也可以使用对一个组整体性能衡量的指标 group_duration。

import { group } from "k6";

export default function() {
  group("user flow: returning user", function() {
    group("visit homepage", function() {
      // load homepage resources
    });
    group("login", function() {
      // perform login
    });
  });
};

InfluxDB 等外部数据收集平台时，还可以打上标签，供过滤和检索使用。k6 提供了一些内置的标签，并允许用户自定义标签。

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