📚 课程目录第4章冷启动性能测试工具

4. 冷启动性能测试工具：k6、vegeta、hey 的选择与配置

Gatekeeper 冷启动场景对压测工具有特殊要求：需要支持瞬时高并发、精确控制请求速率、以及捕获启动阶段的延迟抖动。本节对比三款主流开源工具——k6、vegeta、hey，并给出针对冷启动测试的配置方案。

4.1 工具对比与选型依据

特性	k6	vegeta	hey
开发语言	Go + JavaScript 脚本	Go	Go
脚本能力	强（JS 编写复杂场景）	弱（仅 CLI 参数）	弱（仅 CLI 参数）
冷启动模拟	支持 ramp-up 阶段	支持恒定速率	支持并发数控制
延迟分布统计	内置 p50/p90/p99	内置百分位延迟	基础统计
资源开销	中等	低	极低
适用场景	复杂链路、多阶段测试	恒定负载、高吞吐	快速验证、单端点

选型建议：冷启动测试推荐以 k6 为主力工具，因其支持 ramp-up 阶段和自定义检查点；vegeta 适合做恒定负载基线；hey 用于快速验证单次冷启动延迟。

4.2 k6：冷启动场景脚本配置

k6 通过 JavaScript 脚本定义虚拟用户行为，支持 __VU 和 __ITER 内置变量，适合模拟 Gatekeeper 冷启动时的渐进式流量涌入。

import http from 'k6/http';
import { check, sleep } from 'k6';
import { Rate } from 'k6/metrics';

const errorRate = new Rate('errors');

export const options = {
  stages: [
    { target: 5, duration: '2s' },   // 冷启动初期，低并发
    { target: 50, duration: '10s' }, // 快速攀升
    { target: 100, duration: '20s' },// 峰值负载
    { target: 0, duration: '5s' },   // 冷却
  ],
  thresholds: {
    http_req_duration: ['p(95)<2000'], // 冷启动允许较高延迟
    errors: ['rate<0.1'],
  },
};

export default function () {
  const res = http.get('http://gatekeeper:8080/validate');
  check(res, {
    'status is 200': (r) => r.status === 200,
    'response time < 5s': (r) => r.timings.duration < 5000,
  });
  errorRate.add(res.status !== 200);
  sleep(1);
}

  关键配置说明：
  stages 数组定义冷启动的流量爬坡曲线，避免瞬间压垮未就绪的 Pod。
thresholds 设置 p95 延迟阈值，冷启动阶段可放宽至 2s。
内置 http_req_duration 指标自动记录每次请求的延迟分布。

4.3 vegeta：恒定负载基线测试

vegeta 以恒定速率发送请求，适合测量 Gatekeeper 冷启动完成后的稳态性能。使用 CLI 模式即可完成配置。

# 定义请求目标
echo "GET http://gatekeeper:8080/validate" > targets.txt

# 以每秒 50 个请求持续 30 秒
vegeta attack -targets=targets.txt -rate=50 -duration=30s | vegeta report

# 输出延迟百分位
vegeta attack -targets=targets.txt -rate=50 -duration=30s \
  | vegeta report --type=hist[0,100ms,200ms,500ms,1s,2s,5s]

注意：vegeta 不支持动态调整速率，如需模拟冷启动的流量爬坡，需配合 shell 脚本分段执行。建议将冷启动测试分为 3~5 个恒定速率阶段，分别记录延迟分布。

4.4 hey：快速验证与单点测试

hey 是轻量级压测工具，适合在开发环境快速验证 Gatekeeper 冷启动后的首次请求延迟。

# 并发 10 个请求，总计 100 次
hey -n 100 -c 10 http://gatekeeper:8080/validate

# 输出示例（关注延迟分布）
# Summary:
#   Total:        2.3456 secs
#   Slowest:      3.2100 secs
#   Fastest:      0.0456 secs
#   Average:      0.2345 secs
#   Requests/sec: 42.63
#
# Latency distribution:
#   50% in 0.1234 secs
#   90% in 0.5678 secs
#   99% in 1.2345 secs

使用场景：hey 的 -c 参数控制并发数，适合模拟冷启动时多个请求同时到达的场景。注意 hey 不提供 ramp-up，建议从低并发（如 -c 5）开始逐步增加。

4.5 冷启动测试工具选择决策流程

4.6 工具配置参数速查表

参数	k6	vegeta	hey
并发控制	`stages[].target`	`-rate`（每秒请求数）	`-c`（并发数）
持续时间	`stages[].duration`	`-duration`	`-n`（总请求数）
延迟阈值	`thresholds` 对象	报告后分析	报告后分析
自定义检查	`check()` 函数	不支持	不支持
输出格式	JSON / CSV / 文本	文本 / JSON / 直方图	文本
冷启动适配	★★★★★	★★★☆☆	★★☆☆☆

  实践建议：
  首次冷启动测试使用 k6 编写完整脚本，包含 ramp-up 和阈值检查。
基线对比使用 vegeta 的恒定速率模式，记录 p50/p90/p99 延迟。
快速验证代码改动对冷启动的影响时，使用 hey 的 -n 50 -c 5 组合。
所有工具均支持管道输出，建议将原始数据保存为 JSON 格式，便于后续分析。