游戏服务器性能压测实战分析

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今天遇到一个性能压测的问题，也是很多同学做游戏服务器开发经常会遇到的，今天记录一下分享给大家。

性能压测遇到的问题

服务器硬件情况:

8核16G服务器, 带宽1000M, redis假设在独立的内网云服务上,通过内网连接;

性能压测:

压测功能接口1: 查询当前服务器的时间戳,并返回给客户端;

压测功能接口2: 给定key, 查询redis服务器hash表中的一个value,并返回客户端;

压测手段，并发2000次请求;

测试功能接口1结果: (并发2000，TPS 16000，RT 20ms)

测试功能接口2结果: (并发2000，TPS 6000， RT 3000ms)

压测问题:

为什么并发2000，查询一个redis 结果需要等待3秒, TPS 下降到6000，哪里的问题? 如何优化?

附:

RT: Response Time, 从发送请求到获得结果的响应时间,包括了Request Time, Response Time。

TPS: Transactions Per Second, 每秒处理的事务数。

性能分析之基本情况调查

遇到这类问题，我们首先要做问题分析，在处理问题之前，一定要了解清楚并发时候的服务端技术架构组成，以及相关信息，然后再对问题做出对应的判断与调试。我思考了一下，先问了一些相关的问题如下:

问题1: 做并发测试时，服务器的架构是如何的？如何部署的?

首先就要搞清楚，当前服务器架构是多少个线程or进程, 如何并发的？能否发挥多核的优势。

目前服务端架构是基于Java技术,网络请求基于Java的Netty, 逻辑处理接口采用多线程来进行处理。处理线程与Netty IO线程是分开的。目前IO线程为4个，处理线程为8个。

问题2: 目前极限测试的情况下各CPU以及硬件设备的占比情况如何? (CPU, 内存，IO, 网络带宽)

CPU: 目前CPU占用率约为20%;

内存: 目前内存的使用为1G左右, 内存稳定;

磁盘文件IO: 测试的时候没有文件读写等IO操作;

网卡占用: 目前回复的都是不是大量的数据，网络带宽占用很低;

问题3: Redis服务器情况如何？

Redis服务器目前为独立的，Redis服务器的资源占还很充足，目前未发现有太严重的性能问题。

问题4: 停掉并发, 单独响应redis的时间未多少？是否正常?

停掉并发后，客户端向服务端发送一个redis 查询的请求，大概响应时间为40ms左右。算上来回的网络时间，是正常的。

问题5: 在服务器向Redis服务器做一次redis查询多久？

这里在服务端代码中打印，向Redis服务器查询一次hget大约需要1ms左右。

为什么要问这些问题呢？这个是解决性能问题的关键的一些依据，根据这些依据我们来制定一些问题可能的方向。问题1了解服务端基本的架构与部署，能知道这个架构是否能充分的发挥目前硬件的性能。问题2，主要是了解服务器是否遇到了运行时的瓶颈,导致无法在提升并发性能。问题3，当前的性能测试与Redis有关系，排除掉Redis服务器的干扰。问题4，屏蔽掉并发后，看一下整个查询链路逻辑中是否有异常。排除掉一个请求中代码逻辑的问题。问题5, 测试服务端请求Redis的情况，彻底排除掉Redis的影响，因为本次的性能测试请求与Redis有关。

问题的分析与解决

经过上面的调查，我们总结了一下相关的情况，单次访问Redis正常，从请求到返回耗时大约是40ms, 说明整个链路没有大问题。

Redis查询业务时间=客户端发送请求到服务端时间+服务端查询Redis结果的时间+服务端发送回应到客户端时间。

过程中没有大规模的内存创建与释放，没有IO操作, 内存与IO不会为性能的瓶颈。Redis服务器一切正常，Redis支持的高并发一般不会有太大的问题。硬件的CPU占用率等都很低，并没有发挥出来完全的硬件，说明应该还有提升的可能。

假设单核情况下服务端处理业务，服务端向Redis服务器请求需要等待1ms的话，那么2000次并发就需要2秒。同时还需要接受客户端的请求+发送数据到客户端做网络IO，

40 ms, 假设网络传送时间来回各20ms, 1个核心1秒可以处理大约50个网络请求与返回。处理50个的时候，大部分CPU的时间都是在等待网络传送，所以虽然只能处理50个，但是CPU占用率不会很高。Netty开启了4个IO线程，所以，每秒可以处理大约为200个网络请求。2000次并发网络请求的时间大约是2秒。问题中，总共8个CPU核心，CPU占用率20%左右，要3秒的响应时间，和我们数据分析出来的基本能对上。从上面分析，我们可能是开的线程不够,导致处理redis的时候并发率上不来，是IO线程不够还是Task 逻辑处理线程不够呢？从简单的查询来推断，应该是逻辑处理线程不够。IO线程处理第一个网络请求的时候没有问题，说明IO线程数目是没有问题的。

大概估摸计算以后，我就让小伙伴加大逻辑处理线程与IO线程，然后对比，如图:

游戏服务器性能压测实战分析