以下是計算機領域中 QPS、TPS 及相關性能名詞的詳細解釋，涵蓋定義、計算方法、典型場景和對比：

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一、核心概念解析

1. QPS（Queries Per Second）

• 定義：每秒查詢數，指系統每秒能處理的 請求數量（如 HTTP 請求、API 調用）。
• 適用場景：
  • Web 服務器（Nginx、Apache）
  • 緩存系統（Redis）
  • 搜索引擎（Elasticsearch）
• 計算公式：

  QPS = 總請求量 / 請求耗時（秒）  
  

  示例：某 API 1 分鐘內處理 6000 次請求 → QPS = 6000 / 60 = 100

2. TPS（Transactions Per Second）

• 定義：每秒事務數，指系統每秒能完成的 完整事務數（一個事務包含多個關聯操作）。
• 關鍵特征：
  • 事務需滿足 ACID（原子性、一致性、隔離性、持久性）。
  • 常見于數據庫（如 MySQL 的轉賬操作：扣款+收款）。
• 計算公式：

  TPS = 成功事務總數 / 總耗時（秒）  
  

3. QPS 與 TPS 的關系

指標	關注點	范圍	典型場景
QPS	請求吞吐量	單次請求	查詢接口、靜態資源
TPS	業務完整性	多步驟事務	支付、訂單提交

• 關聯性：
  • 一次事務（如支付）可能包含多個 QPS（查詢庫存 → 扣款 → 生成訂單）。
  • 因此 TPS ≤ QPS（當 1 個事務 = 1 次請求時，兩者相等）。

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二、其他關鍵性能指標

1. RT（Response Time）

• 定義：請求從發出到收到響應的 耗時（單位：毫秒）。
• 分層測量：
  • 網絡傳輸時間
  • 服務器處理時間（CPU + I/O）
  • 數據庫查詢時間
• 健康標準：
  • 普通 API：RT < 500ms
  • 高頻交易系統：RT < 100ms

2. 并發數（Concurrency）

• 定義：系統 同時處理 的請求數量。
• 類型：
  • 連接并發數（TCP 連接數）
  • 業務并發數（如同時在線用戶數）
• 與 QPS/TPS 的關系：

  QPS ≈ 并發數 / 平均 RT  
  

  示例：并發 1000，RT=50ms → QPS ≈ 1000 / 0.05 = 20,000

3. 吞吐量（Throughput）

• 廣義定義：單位時間內系統處理的 數據總量（如 MB/s）。
• 網絡場景：帶寬吞吐量（如 1Gbps）。

4. IOPS（Input/Output Operations Per Second）

• 定義：存儲設備每秒的 I/O 操作次數（讀/寫）。
• 影響場景：
  • 數據庫寫入（MySQL TPS 受限于磁盤 IOPS）
  • 虛擬機磁盤性能
• 參考值：
  • SATA SSD：約 10 萬 IOPS
  • NVMe SSD：約 100 萬 IOPS

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三、性能指標關聯模型

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四、實際應用案例

場景：電商大促系統容量評估

1. 目標：支撐 10 萬用戶/秒的搶購請求。
2. 關鍵指標計算：
   • QPS 需求：10 萬請求/秒（用戶層）→ 網關層需承載 20 萬 QPS（考慮重試、緩存穿透）。
   • TPS 需求：每個訂單含 3 個事務（扣庫存 → 支付 → 生成訂單）→ TPS = 10 萬 × 3 = 30 萬。
   • 數據庫壓力：
     • 需 30 萬 TPS → 選擇支持 50 萬 IOPS 的 NVMe SSD 集群。
     • 若單次寫操作 RT=5ms → 需數據庫連接池 ≥ 1500（公式：并發數 = TPS × RT）。

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五、性能測試工具

工具	適用指標	特點
JMeter	QPS、RT、并發數	圖形化界面，支持分布式壓測
wrk	QPS、吞吐量	輕量級命令行，高并發低開銷
Sysbench	TPS、IOPS	專注數據庫性能測試
ab	QPS	Apache 內置工具，快速簡單

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總結：核心指標對比表

名詞	全稱	單位	測量目標	核心依賴
QPS	Queries Per Second	次/秒	請求處理速度	CPU、網絡帶寬
TPS	Transactions Per Second	次/秒	事務完成速度	數據庫、磁盤 IOPS
RT	Response Time	毫秒	單請求延遲	代碼效率、I/O 性能
IOPS	Input/Output Operations Per Second	次/秒	存儲 I/O 能力	磁盤類型、RAID 配置
并發數	Concurrency	個	系統并行處理能力	內存、線程池大小

掌握這些指標有助于：
? 精準評估系統容量
? 快速定位性能瓶頸（如 TPS 低 → 查數據庫或磁盤 IOPS）
? 設計高可用架構（如 QPS 10萬+ 需引入負載均衡+分布式緩存）