【ウェブサイトのロードテストをする】 第1回 Apache JMeter編

2015.6.18


150610-jmetereyecatch.jpg

人気のウェブサイトを閲覧中に表示が遅くなったり、通販サイトやその他のウェブアプリケーションを使用中に500エラーが出たり、Twitterであればくじらの画像(Fail Whale)が表示されたり、それまでは正常だったウェブサイトが突然利用できなくなった経験が皆さんにもあるのではないでしょうか。ユーザ側からすれば煩わしいですし、もう利用したくないと思ってしまうかもしれませんね。

そういった事象は、過負荷状態によって引き起こされています。

普段の想定より多くの利用者がアクセスすれば、当然ウェブサーバには負荷がかかります。停止や予想していなかった動作をし始めることもありますし、 最悪の場合ハードウェアの故障やサーバーダウンといった事態を招くこともあるでしょう。

コンテンツによって利用者が増減するため想定は難しいですが、安定したサービスを継続的に提供するために、一般的なサービスでは事前に利用者数を想定した上で利用に耐えられるかテストを実行します。このテストが、ロードテスト(負荷テスト)と呼ばれるものなのです

今回はロードテストを行うソフトウェアとして、Apache JMeterをご紹介します。

Apache JMeterでできること

(以下Apache JMeterサイトより引用)

Apache JMeter features include:
 ・Ability to load and performance test many different server/protocol types:
 ・Web - HTTP, HTTPS
 ・SOAP / REST
 ・FTP
 ・Database via JDBC
 ・LDAP
 ・Message-oriented middleware (MOM) via JMS
 ・Mail - SMTP(S), POP3(S) and IMAP(S)
 ・MongoDB (NoSQL)
 ・Native commands or shell scripts
 ・TCP

Apatch JMeterがロードテストを実施する対象には上記が挙げられますが、一般的にはWebサーバやデータベースサーバのロードテストのために利用されることが多い様です。 後述の様に、プラグインによって機能の追加をすることが可能です。

ロードテスト準備

それでは早速、Apache JMeterを使用するための準備をしていきましょう。インストールが必要なものはApache JMeter自体を含め2つのみです。(以下は全てWindows環境を前提とします)

  1. Java
    Apache JMeterを使用するにはJava Runtime Environment(JRE)又はJava Development Kit(JDK)が必要となります。 JMeter機能のみの使用であれば、JREで問題ありません。 ここではインストール手順は省略します。

  2. Apache JMeter
    使用するApache JMeterは2015年5月28日時点で最新のバージョン2.13です。 バージョンが異なるとUIの配置が変わること等がありますが、基本的な操作は変わりません。

  3. テスト計画
    「どのような事を知りたいのか」、「どういうシステムに対して行うのか」、「それはApache JMeterで適切に計測が出来るものか」といった様に計画を立てておくことで、必要とする情報を得ることができます。今回は特定のウェブサイトに対してロードテストを実施します。例として仮想サーバを用意し、そこに対してロードテストを実行する方法をご紹介しますが、実際に負荷をかける様なことはしていません。後述する数値を変更すれば幾らでも負荷をかけられるはずです。
実行方法

ダウンロードしたApache JMeterを解凍し、binフォルダ内のjmeter.batを実行しましょう。同様に.batがついてるファイルについてはマニュアルの2.4 Running JMeterを参照してください。

150610-jmeter001.jpg

簡単な検証の作成

それではApache JMeter(Windowsで実行)でウェブサイトのロードテストを作成していきましょう。

  1. スレッドグループの追加
    テスト計画を右クリック > 追加 > Threads (Users) > スレッドグループ へ進みます。このスレッドグループの追加が全ての起点となります。150610-jmeter002.jpg
  1. HTTPプロキシサーバの追加
    ワークベンチを右クリック > 追加 > Non-Testエレメント > HTTPプロキシサーバ の様に進みます。150610-jmeter003.jpg

  2. HTTPプロキシサーバの設定
    左部の「HTTPプロキシサーバ」を選択すると、下図画面が表示されます。 「Test Plan Content」内の対象となるコントローラに1.で追加したスレッドグループを指定します。 同時に「除外するパターン」内の「Add suggested Excludes」も押しておきましょう。 完了したら下部にある開始を押します。これでローカルでプロキシサーバが実行されます。  150610-jmeter004.jpg

  3. Windowsのインターネットオプション設定
    3.で実行したプロキシサーバに接続します。
    150610-jmeter005.jpg

  4. テスト対象のWebサイトに接続
    テスト対象のWebサイトをブラウザで見ていくとスレッドグループの中に次々に追加されていきます。

    150610-jmeter006.jpg
    今回はローカルに作成したウェブサイトにテストを実行しました。 完了したらプロキシサーバを停止し、インターネットオプションも元に戻しておきましょう。

  5. リスナーの追加
    テストの実行結果を得るために、リスナーと呼ばれるものを2つ追加します。 スレッドグループを右クリック > 追加 > リスナー > 結果をツリーで表示 スレッドグループを右クリック > 追加 > リスナー > 結果を表で表示 の様に進みます。150610-jmeter007.jpg

  6. 実行
    スレッドグループを選択し、スレッドプロパティのスレッド数を10、Ramp-Up期間(秒)を10、ループ回数を1に設定します。 この設定により、テスト対象のウェブサイトにどの程度の負荷をかけるか決定します。 上記設定の場合は「スレッドグループを1秒おきに1スレッド」実行します。 つまり、1秒おきに指定したサイトを1ユーザーがアクセスしたことになります。同様にスレッド数を100にすれば、1秒おきに10スレッド分実行することになります。

    スレッド数:シミュレーションするユーザ数
    Ramp-Up期間 (秒):全てのユーザ(スレッド)が開始する時間(100秒なら100秒の間で全スレッドを実行、0なら瞬時)
    ループ回数:それぞれのユーザ(スレッド)がテストを行う回数(スレッドの処理が終わると次のループにすぐ入ります)

    今回はローカルサーバに対してロードテストを実行しているため特に問題はありませんが、外部サイトやクラウドサービス等に対しては決して実行しないで下さい。メニューバーの実行>開始、または開始ボタンを押すとロードテストが実行されます。

  7. 結果の確認
    6.で追加したリスナーを確認すると、実行結果を確認できます。 サーバが応答できないほどの負荷が掛かった場合や設定が間違っていた場合はここを見て判断出来ます。

クラスター化

Apache JMeter で沢山の負荷をかけようとする場合、どうしても実行しているPC(I/O)性能などがネックとなり、正常なロードテストが出来なくなります。 その際に用いるのがクラスター機能です。Apache JMeterを複数のPCで実行し、同時に同じテストを行うことが出来ます。

  1. bin/jmeter.propertiesをメモ帳等で開きます。
  2. 183行目の「# Remote hosts and RMI configuration」を探してください。
    【remote_hosts=】で始まる箇所がリモートで動かしているホストを指定する箇所なので、複数ホストを指定する場合はカンマ区切り(,)で繋げていきます。
    初期設定では127.0.0.1が指定されていますので、ローカルでサーバ実行すると、クライアントから使えるようになります。
    さらに下に【#server_port=1099】という行があります。サーバをどのポート番号で待ち受けるかを指定します。
    通常は変更不要ですが、特別な理由がある場合は変更すると待ち受けポートが変わります。
    変更した場合は、remote_hostsに記載するのはポート番号を付記した形式(<IPアドレス>:<ポート番号>)で記載します。
    ※先頭の[#]はコメント行ですので、実際の動作には影響しません。
  3. サーバとするホストでbin/jmeter-server.batを実行します。
  4. bin/jmeter.batを実行します。下記のようにリモートの箇所に使用できるホストが追加され、開始(リモート)や全て開始(リモート)を行うとサーバ側でテストが実行されます。
    150610-jmeter008.jpg

この機能はテスト計画に注意が必要です。スレッドグループで指定したスレッド数等はそれぞれのサーバで動作します。
つまり、2台のリモートであれば2倍、3台のリモートであれば3倍の実効数になっていきますのでご注意下さい。

おわりに

簡単にですが、Apache JMeterによるロードテストの手法をご紹介しました。

Apache JMeterにはプラグイン機能があり、標準では出来なくてもプラグインの追加により可能になるものがあります。 jmeter-plugins.orgというサイトにはCSVから変数を読み込むものやグラフ種類の追加など複数のプラグインが配布されているので、追加しておくと便利です。

ロードテストによりサーバの限界を把握できたら、そこが最大利用者数になってきます。まだサービスインしていないのであればテスト結果を踏まえ改良を加えることも可能ですが、サービスインしていて現状の利用者数と比較して近い値を示していた場合は、停止しないようお祈りしつつ、サーバー増強の計画を練る必要があるという事になります。

チューニングをして上限を引き上げるもよし、サーバを増やして負荷分散するもよし、様々な対応方法が考えられますが、そこは懐事情との相談になってきますね。

2016/5/18追記
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外部リンク

Apache JMeter
Java
jmeter-plugins.org



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