3. k6 基础架构：核心概念与运行原理

k6 采用 单进程、多协程（Go 语言 goroutine） 的架构，将每个虚拟用户（VU）抽象为一个轻量级 goroutine，而非操作系统线程。这种设计使得 k6 能够在单机节点上轻松模拟数万并发用户，同时保持极低的内存开销。理解 k6 的四个核心概念——VU、场景、指标、检查点——是掌握 k6 脚本编排与压测执行的基础。

3.1 核心概念详解

3.1.1 VU（虚拟用户）

VU 是 k6 中执行压测请求的最小单元。每个 VU 独立运行一份 JavaScript 脚本副本，拥有独立的上下文（包括全局变量、模块缓存）。VU 的生命周期由 k6 运行时管理，开发者通过 export default function 定义 VU 的主执行逻辑。

// 示例：VU 主函数定义
import http from 'k6/http';
import { sleep } from 'k6';

export default function () {
  // 每个 VU 独立执行此函数
  http.get('https://test.k6.io');
  sleep(1);
}

3.1.2 场景（Scenario）

场景是 k6 中定义 VU 行为模式的顶层配置单元。一个压测脚本可以包含多个场景，每个场景独立控制 VU 数量、执行时长、迭代次数和流量模型。k6 内置三种执行器（Executor），覆盖常见的压测模式。

// 示例：多场景配置
export const options = {
  scenarios: {
    smoke_test: {
      executor: 'constant-vus',
      vus: 1,
      duration: '30s',
    },
    load_test: {
      executor: 'ramping-vus',
      stages: [
        { duration: '2m', target: 100 },  // 爬坡
        { duration: '5m', target: 100 },  // 稳定
        { duration: '2m', target: 0 },    // 下降
      ],
    },
  },
};

3.1.3 指标（Metrics）

k6 内置四种指标类型，用于收集压测过程中的性能数据。所有指标默认输出到终端、JSON 文件和内置的 Web Dashboard（k6 新版本）。

// 示例：自定义指标
import { Trend, Rate, Counter } from 'k6/metrics';

const myTrend = new Trend('api_response_time');
const myRate = new Rate('success_rate');
const myCounter = new Counter('total_orders');

export default function () {
  const res = http.get('https://api.example.com/orders');
  myTrend.add(res.timings.duration);
  myRate.add(res.status === 200);
  myCounter.add(1);
}

3.1.4 检查点（Checks）

检查点是 k6 中内置的断言机制，用于验证 HTTP 响应是否符合预期。检查点失败不会终止脚本执行，但会记录失败次数并影响 checks 和 failed checks 指标。

// 示例：检查点用法
import { check } from 'k6';
import http from 'k6/http';

export default function () {
  const res = http.get('https://test.k6.io');
  
  check(res, {
    'status is 200': (r) => r.status === 200,
    'response body contains welcome': (r) => r.body.includes('Welcome'),
    'response time < 500ms': (r) => r.timings.duration < 500,
  });
}

3.2 运行原理：事件循环与调度

k6 的运行基于 Go 语言的 事件循环（Event Loop） 和 goroutine 调度器。每个 VU 对应一个 goroutine，k6 运行时通过 场景调度器（Scenario Scheduler） 控制 VU 的创建、执行和销毁。

3.3 运行流程详解

1. 脚本解析与初始化： k6 读取 JavaScript 脚本，解析 options 配置（场景、阈值、指标），初始化全局模块。
2. VU 创建与启动： 场景调度器根据配置的 executor 和 vus 参数，创建对应数量的 goroutine（VU）。每个 VU 加载脚本副本，进入就绪状态。
3. 迭代执行： 每个 VU 在事件循环中反复执行 export default function，直到达到迭代次数或场景时长限制。每次迭代包含：发送 HTTP 请求、执行检查点、记录自定义指标、调用 sleep() 等。
4. 指标收集与阈值评估： 所有内置和自定义指标实时汇总到 k6 的指标引擎。在每个时间窗口结束时，k6 评估 thresholds 配置，判断是否触发 abortOnFail 或输出告警。
5. 结果输出： 压测结束后，k6 将指标数据输出到终端摘要、JSON 文件、CSV 文件或外部存储（如 InfluxDB、Prometheus）。

3.4 核心概念关系图

以下 SVG 图展示了 VU、场景、指标、检查点之间的协作关系，以及它们如何共同构成一次完整的压测执行。

3.5 与 JMeter 架构对比