CN116781591B - 一种基于流量染色和透传技术的压力测试系统、压测终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于流量染色和透传技术的压力测试系统、压测终端及存储介质，属于数据测试技术领域，数据隔离模块基于影子库方案对应用中间件在压测流量提供服务时进行线程染色，将压测数据写入影子库；流量隔离模块基于流量染色和透传，识别压测数据的标识，并在识别出压测数据后，基于识别出的压测数据标识进行压测服务分组；数据构造模块用于构建压测账号，并在统一权限管理系统中创建专属压测账号；压测实施模块用于通过网关和各业务应用探针监测流量状态，将区分后的信息传递到在后业务应用终端。本发明在系统上线前及时发现存在的薄弱环节，有效保障系统稳定性、提高访问能力、更好地保障系统稳定运行提供科学依据。
Description
技术领域
本发明属于数据测试技术领域，尤其涉及一种基于流量染色和透传技术的压力测试系统、压测终端及存储介质。
背景技术
当前电力行业一些核心业务系统正在进行微服务架构重构，为了避免重构后系统上线出现性能故障，减少用户投诉，需要在重构系统正式上线前对性能进行测试，保证系统上线后的稳定。
现有技术中，压力测试技术往往需要预先搭建一套仿真环境，准备好测试数据，模拟请求针对单个服务或者集群压测，但因仿真环境难以完全模拟出生产环境的硬件资源、链路和数据等，导致无法验证业务系统在生产环境的性能指标，因而无法真实评估线上的容量情况。另外，在线上压测时，多以读接口为主，只有相当少量的写接口会做线上压测，这少量的写接口通常也需要被压应用的开发人员进行代码改造，造成大量的压测数据对业务数据进行污染。
发明内容
本发明提供一种基于流量染色和透传技术的压力测试系统，系统可以改善系统性能、有效保障系统稳定性、提高访问能力，保障系统稳定运行提供科学依据。
系统包括：数据隔离模块、流量隔离模块、数据构造模块以及压测实施模块；
数据隔离模块基于影子库方案对应用中间件在压测流量提供服务时进行线程染色，并在处理压测数据时，将压测数据写入影子库；
流量隔离模块基于流量染色和透传，识别压测数据的标识，并在识别出压测数据后，基于识别出的压测数据标识进行压测服务分组；
数据构造模块用于构建压测账号，并在统一权限管理系统中创建专属压测账号，还用于构建基础数据，基础数据包括：数据字典和用户数据；
压测实施模块用于通过网关和各业务应用探针监测流量状态，当流量经过网关后，通过压测标识区分出正常流量和压测流量，并将区分后的信息传递到在后业务应用终端。
进一步需要说明的是，应用中间件配置有动态字节码增强技术，使数据隔离模块基于影子库方案并结合动态字节码增强技术进行线程染色，并在处理压测数据时，将压测数据写入影子库。
进一步需要说明的是，流量隔离模块中，流量染色是将流量从入口链路进行染色，并在http接口中配置一流量标识，流量标识定义为所述流量对应的压测场景。
进一步需要说明的是，流量隔离模块还通过网关识别流量标识，并对流量进行校验，当校验通过后，流量隔离模块将流量标识转换为系统内部的压测标识，在后续的处理过程中对内部的压测标识进行校验。
如果校验失败，则网关拒绝该流量对应的请求，并丢弃该流量的压测标识。
进一步需要说明的是，数据构造模块还将得到的数据字典，直接从线上业务库中迁移到影子库中，而用户数据，则进行脱敏后迁移到影子库中。
进一步需要说明的是，压测实施模块在监测流量状态下，当有请求调用时，在请求的处理入口处为本次请求分配一个TraceId，将所述TraceId依次传递给下一个处理环节；在每一个处理环节记录处理日志。
进一步需要说明的是，压测实施模块在监测流量状态时，如涉及到Redis缓存，则将正常key与压测key进行隔离，压测流量进行压测key；
如果涉及RocketMQ消息队列，则将正常topic与压测topic进行隔离，压测流量只执行影子topic。
本发明还提供一种压测终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述程序时实现基于流量染色和透传技术的压力测试系统中的模块。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述基于流量染色和透传技术的压力测试系统中的模块。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的基于流量染色和透传技术的压力测试系统能够验证大规模、高并发环境下的健壮性情况，正式上线前发现系统性能的瓶颈情况。借助链路监控，可以定位系统性能的瓶颈位置，辅助评估线上生产环境下的性能承载力，从而科学规划业务容量，避免机器、成本浪费。本发明的系统支持生产环境仿真压测与无侵入式部署，能够真实模拟线上用户操作，同时能支持流量、数据安全隔离，避免线上压测时往业务库写入压测数据。本发明还可以看到链路上各环节的实时访问量和事务处理效率，从而提前发现故障隐患，化被动解决故障为主动发现问题，进而系统正式上线前的健康展提供新的科学手段和有力的保障措施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于流量染色和透传技术的压力测试系统示意图；
图2为压测链路示意图。
具体实施方式
本发明提供的基于流量染色和透传技术的压力测试系统是为了解决在线上压测时，多以读接口为主，只有相当少量的写接口会做线上压测，导致少量的写接口也需要被开发人员进行代码改造，影响开发效率，而且还造成大量的压测数据对业务数据造成污染。而本发明来讲，基于流量染色和透传技术的压测测试方案能够验证大规模、高并发环境下的健壮性情况，正式上线前发现系统性能的瓶颈情况；借助链路监控，可以定位系统性能的瓶颈位置，辅助评估线上生产环境下的性能承载力，从而科学规划业务容量，避免机器、成本浪费。对于本发明的压力测试系统来讲，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。在本发明的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。
当然，对于本发明的基于流量染色和透传技术的压力测试系统来讲，如图1是系统的模块组成示意图，这仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的模块而非按照实际实施时的模块数目及功能，其实际实施时各模块的功能、数量及作用可为一种随意的改变，且其模块的功能和用途也可能更为复杂。
基于流量染色和透传技术的压力测试系统还可以基于人工智能技术对关联的数据进行获取和处理。其中，基于流量染色和透传技术的压力测试系统利用压测终端或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用装置。还结合专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、程序设计语言等技术。实现为针对生产环境和真实业务场景，模拟海量用户的请求，对整个业务系统容量评估和发现潜在性能问题。
上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在压测终端上执行、部分地在压测终端上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在压测终端上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机上执行。
压测终端是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－ProgrammableGate Array，FPGA)、数字处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、嵌入式设备等。
压测终端可以是任何一种可与用户进行人机交互的电子产品，例如，个人计算机、平板电脑、智能手机、个人数字助理(PersonalDigitalAssistant，PDA)、交互式网络电视(InternetProtocolTelevision，IPTV)、智能式穿戴式设备等。
压测终端所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、虚拟专用网络(VirtualPrivateNetwork，VPN)等。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示是一具体实施例中基于流量染色和透传技术的压力测试系统的示意图，系统包括：数据隔离模块、流量隔离模块、数据构造模块以及压测实施模块。
这里的模块将参考附图描述实现本发明各个实施例的压测终端。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明实施例的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。
本实施例中，数据隔离模块的数据隔离使用的是影子库方案，对应用中间件采用动态字节码增强技术，并结合压测流量提供服务时进行线程染色。
可选地，应用中间件是一个独立的服务程序，应用中间件可以分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。当然应用中间件位于客户端和服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通讯。应用中间件是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。这里通过应用中间件相互之间仍能交换信息。执行应用中间件的一个关键途径是信息传递。通过应用中间件，应用程序可以工作于多平台或OS环境。
对于上述影子库是用于 压测数据隔离的影子数据库，与生产数据库使用相同的配置。数据隔离模块具有影子算法，基于列的影子算法通过识别SQL中的数据，匹配路由至影子库的场景，还适用于由压测数据名单驱动的压测场景。可以基于Hint的影子算法通过识别数据库中的注释，匹配路由至影子库。
本实施例在有数据操作时，将压测数据写入影子库。这样做的好处是不需要侵入业务系统的内部改造代码，在压测应用改造过程中增加中间件流量兜底挡板，在遇到压测流量操作业务数据时及时阻断，从而避免数据造成污染，保证数据安全。
根据本申请的实施例，流量隔离模块实现了基于流量染色和透传，识别压测数据的标识，并在识别出压测数据后，基于识别出的压测数据标识进行压测服务分组。
其中，生产压测与线下压测最大不同在于，生产压测要保证压测行为安全且可控，不会影响用户的正常使用，并且不会对生产环境造成任何的数据污染。也就是说，本实施例要解决压测标识的识别，识别压测标识后，各服务与中间件就可以依据标识来进行压测服务分组与隔离方案的实施。流量隔离主要是通过流量染色和透传技术解决。
本实施例的流量染色是指流量从入口链路进行染色，在http接口中新增一个流量标识，标识可体现该流量对应的压测场景。网关识别到该流量标识后，会对该流量进行校验，当校验通过后，会转换内部的压测标识，在后续系统中对内部的压测标识进行校验即可。如果校验失败，则依据网关配置的策略，实施拒绝请求或丢弃压测标识。
对于本实施例的压测标识透传来讲，其将压测标识的值存入Context中，在所有下游请求中都带上该 Context，下游服务可以根据Context中压测标识完成对压测流量的处理。
本实施例的数据构造模块可以实现压测账号的构建，并在统一权限管理系统创建专属压测账号，用于模拟用户发起请求。还可以构建数据字典、用户数据等基础数据。
其中，数据字典等非敏感基础数据可以直接从线上业务库中迁移到影子库中，用户数据等敏感数据则进行脱敏后迁移到影子库。
在一个示例性实施例中，如图2所示，根据本实施例的数据构造模块还可以进行数据关联，被迁移数据中的关联数据也要同步迁移，保障数据的完整性，具体方式如下述过程来实现：
①系统中的压测实施模块基于网关和各业务应用通过agent探针监测，当有请求调用时，在请求的处理入口处为该次请求分配一个TraceId，将此TraceId依次传递给下一个处理环节。
这里，TraceId可以用于标识某一次具体的用户请求ID。当用户的请求进入系统后，会在RPC调用网络的第一层生成一个全局唯一的traceld，并且会随着每一层的RPC调用，不断往后传递，这样的话通过traceld就可以把一次用户请求在系统中调用的路径串联起来。
对于本实施例来讲，在每一个处理环节记录相关日志，通过这个TraceId就可以查询到从起始到处理完毕整个处理路径中的日志信息，经过特定规则聚合可以得出整个调用链信息，并以可视化形式直观展示。
②流量经过网关后，通过压测标识区分出正常流量和压测流量，并传递到下一个业务应用，如果涉及到Redis缓存，则可以将正式key与压测key进行隔离，压测流量只走压测key，正式key不受影响；如果涉及RocketMQ消息队列，则可以将正式topic与压测topic进行隔离，压测流量只走影子topic，正式topic不受影响；如果涉及一些发短信、支付等接口，对于这类接口通常不会提供给我们进行压测，可以采用挡板的形式，对这类接口进行mock，这样既不会在线上压测时产生实际影响，又能保证压测链路的完整性。
这样，基于流量染色和透传技术的压力测试系统能够验证大规模、高并发环境下的健壮性情况，正式上线前发现系统性能的瓶颈情况。借助链路监控，可以定位系统性能的瓶颈位置，辅助评估线上生产环境下的性能承载力，从而科学规划业务容量，避免机器、成本浪费。本发明的系统支持生产环境仿真压测与无侵入式部署，能够真实模拟线上用户操作，同时能支持流量、数据安全隔离，避免线上压测时往业务库写入压测数据。本发明还可以看到链路上各环节的实时访问量和事务处理效率，从而提前发现故障隐患，化被动解决故障为主动发现问题，进而系统正式上线前的健康展提供新的科学手段和有力的保障措施。
本发明涉及的基于流量染色和透传技术的压力测试系统中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的基于流量染色和透传技术的压力测试系统可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据基于流量染色和透传技术的压力测试系统公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的索引方法。
所属技术领域的技术人员能够理解，基基于流量染色和透传技术的压力测试系统的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
在非暂态计算机可读存储介质中，可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种基于流量染色和透传技术的压力测试系统，其特征在于，包括：数据隔离模块、流量隔离模块、数据构造模块以及压测实施模块；
数据隔离模块基于影子库方案对应用中间件在压测流量提供服务时进行线程染色，并在处理压测数据时，将压测数据写入影子库；
流量隔离模块基于流量染色和透传，识别压测数据的标识，并在识别出压测数据后，基于识别出的压测数据标识进行压测服务分组；
数据构造模块用于构建压测账号，并在统一权限管理系统中创建专属压测账号，还用于构建基础数据，基础数据包括：数据字典和用户数据；
压测实施模块用于通过网关和各业务应用探针监测流量状态，当流量经过网关后，通过压测标识区分出正常流量和压测流量，并将区分后的信息传递到在后业务应用终端；
流量隔离模块中，流量染色是将流量从入口链路进行染色，并在http接口中配置一流量标识，流量标识定义为所述流量对应的压测场景；
流量隔离模块还通过网关识别流量标识，并对流量进行校验，当校验通过后，流量隔离模块将流量标识转换为系统内部的压测标识，在后续的处理过程中对内部的压测标识进行校验；如果校验失败，则网关拒绝该流量对应的请求，并丢弃该流量的压测标识；
压测实施模块在监测流量状态下，当有请求调用时，在请求的处理入口处为本次请求分配一个TraceId，将所述TraceId依次传递给下一个处理环节；在每一个处理环节记录处理日志。
2.根据权利要求1所述的基于流量染色和透传技术的压力测试系统，其特征在于，应用中间件配置有动态字节码增强技术，使数据隔离模块基于影子库方案并结合动态字节码增强技术进行线程染色，并在处理压测数据时，将压测数据写入影子库。
3.根据权利要求1或2所述的基于流量染色和透传技术的压力测试系统，其特征在于，数据构造模块还将得到的数据字典，直接从线上业务库中迁移到影子库中，而用户数据，则进行脱敏后迁移到影子库中。
4.根据权利要求1所述的基于流量染色和透传技术的压力测试系统，其特征在于，压测实施模块在监测流量状态时，如涉及到Redis缓存，则将正常key与压测key进行隔离，压测流量进行压测key；
如果涉及RocketMQ消息队列，则将正常topic与压测topic进行隔离，压测流量只执行影子topic。
5.一种压测终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述基于流量染色和透传技术的压力测试系统中的模块。
6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述基于流量染色和透传技术的压力测试系统中的模块。
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