如何做性能測(cè)試？

　　大家好，我是阿薩。 今天看一個(gè)性能測(cè)試的例子。????

　　什么是性能測(cè)試?

　　性能測(cè)試是一種軟件測(cè)試過(guò)程，用于測(cè)試軟件應(yīng)用程序在特定工作負(fù)載下的速度、響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定性、可靠性、可伸縮性和資源使用情況。性能測(cè)試的主要目的是識(shí)別和消除軟件應(yīng)用程序中的性能瓶頸。它是性能工程的一個(gè)子集，也被稱為“性能測(cè)試”。

　　性能測(cè)試的重點(diǎn)是檢查軟件程序的性能

　　速度-確定應(yīng)用程序是否快速響應(yīng)

　　可伸縮性——決定軟件應(yīng)用程序可以處理的最大用戶負(fù)載。

　　穩(wěn)定性——確定應(yīng)用程序在變化的負(fù)載下是否穩(wěn)定

　　為什么要進(jìn)行性能測(cè)試?

　　軟件系統(tǒng)所支持的特性和功能并不是唯一的關(guān)注點(diǎn)。軟件應(yīng)用程序的性能(如響應(yīng)時(shí)間、可靠性、資源使用和可伸縮性)確實(shí)很重要。性能測(cè)試的目標(biāo)不是發(fā)現(xiàn)bug，而是消除性能瓶頸。

　　執(zhí)行性能測(cè)試是為了向涉眾提供有關(guān)其應(yīng)用程序的速度、穩(wěn)定性和可伸縮性的信息。更重要的是，性能測(cè)試揭示了在產(chǎn)品推向市場(chǎng)之前需要改進(jìn)的地方。如果沒(méi)有性能測(cè)試，軟件可能會(huì)遇到如下問(wèn)題:當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)使用它時(shí)運(yùn)行緩慢，不同操作系統(tǒng)之間的不一致，以及糟糕的可用性。

　　性能測(cè)試將確定他們的軟件在預(yù)期工作負(fù)載下是否滿足速度、可伸縮性和穩(wěn)定性要求。由于不存在或糟糕的性能測(cè)試而發(fā)送到市場(chǎng)的應(yīng)用程序的性能指標(biāo)很可能會(huì)獲得壞名聲，并且無(wú)法達(dá)到預(yù)期的銷售目標(biāo)。

　　此外，像太空發(fā)射計(jì)劃或救生醫(yī)療設(shè)備這樣的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序應(yīng)該進(jìn)行性能測(cè)試，以確保它們能夠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而不出現(xiàn)偏差。

　　根據(jù)Dunn & Bradstreet的數(shù)據(jù)，59%的財(cái)富500強(qiáng)公司每周估計(jì)會(huì)有1.6小時(shí)的停機(jī)時(shí)間。考慮到擁有至少1萬(wàn)名員工的財(cái)富500強(qiáng)公司平均每小時(shí)支付56美元，對(duì)于這樣的組織來(lái)說(shuō)，停機(jī)成本的人工部分每周將達(dá)到896,000美元，換算成每年超過(guò)4,600萬(wàn)美元。

　　據(jù)估計(jì)，谷歌網(wǎng)站(8月19日至13日)宕機(jī)5分鐘就會(huì)給這家搜索巨頭造成高達(dá)54.5萬(wàn)美元的損失。

　　據(jù)估計(jì)，由于最近亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中斷，公司每秒鐘損失1100美元的銷售額。

　　因此，性能測(cè)試非常重要。

　　性能測(cè)試的類型

　　負(fù)載測(cè)試——檢查應(yīng)用程序在預(yù)期用戶負(fù)載下執(zhí)行的能力。目標(biāo)是在軟件應(yīng)用程序上線之前確定性能瓶頸。

　　壓力測(cè)試——包括在極端工作負(fù)載下測(cè)試應(yīng)用程序，看它如何處理高流量或數(shù)據(jù)處理。目標(biāo)是確定應(yīng)用程序的斷點(diǎn)。

　　耐久性測(cè)試——是為了確保軟件能夠在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)處理預(yù)期的負(fù)載。

　　峰值測(cè)試——測(cè)試軟件對(duì)用戶產(chǎn)生的負(fù)載突然大幅峰值的反應(yīng)。

　　批量測(cè)試-在批量測(cè)試下的大編號(hào)。的。數(shù)據(jù)被填充到數(shù)據(jù)庫(kù)中，整個(gè)軟件系統(tǒng)的行為被監(jiān)視。目的是檢查軟件應(yīng)用程序在不同數(shù)據(jù)庫(kù)容量下的性能。

　　可擴(kuò)展性測(cè)試——可伸縮性測(cè)試的目標(biāo)是確定軟件應(yīng)用程序在“擴(kuò)展”以支持用戶負(fù)載增加方面的有效性。它有助于規(guī)劃軟件系統(tǒng)的容量增加。

　　常見(jiàn)性能問(wèn)題

　　大多數(shù)性能問(wèn)題都與速度、響應(yīng)時(shí)間、加載時(shí)間和糟糕的可伸縮性有關(guān)。速度通常是應(yīng)用程序最重要的屬性之一。運(yùn)行緩慢的應(yīng)用程序?qū)⑹撛谟脩簟Ｐ阅軠y(cè)試可確保應(yīng)用程序運(yùn)行速度足夠快，以保持用戶的注意力和興趣。看看下面列出的常見(jiàn)性能問(wèn)題，并注意速度是如何成為其中許多問(wèn)題的共同因素的:

　　加載時(shí)間長(zhǎng)——加載時(shí)間通常是應(yīng)用程序啟動(dòng)所需的初始時(shí)間。這通常應(yīng)該保持在最低限度。雖然有些應(yīng)用程序不可能在一分鐘內(nèi)完成加載，但如果可能的話，加載時(shí)間應(yīng)該保持在幾秒鐘以內(nèi)。

　　較差的響應(yīng)時(shí)間——響應(yīng)時(shí)間是從用戶向應(yīng)用程序輸入數(shù)據(jù)到應(yīng)用程序輸出對(duì)該輸入的響應(yīng)所花費(fèi)的時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，這應(yīng)該很快。如果用戶需要等待太長(zhǎng)時(shí)間，他們就會(huì)失去興趣。

　　糟糕的可伸縮性——當(dāng)軟件產(chǎn)品不能處理預(yù)期的用戶數(shù)量或不能容納足夠廣泛的用戶時(shí)，它就會(huì)遭受糟糕的可伸縮性。應(yīng)該進(jìn)行負(fù)載測(cè)試，以確保應(yīng)用程序可以處理預(yù)期的用戶數(shù)量。

　　瓶頸——瓶頸是系統(tǒng)中會(huì)降低整體系統(tǒng)性能的障礙。瓶頸是指在某些負(fù)載下，編碼錯(cuò)誤或硬件問(wèn)題導(dǎo)致吞吐量下降。瓶頸通常是由一段錯(cuò)誤的代碼引起的。解決瓶頸問(wèn)題的關(guān)鍵是找到導(dǎo)致速度變慢的代碼段，并試圖修復(fù)它。瓶頸通常可以通過(guò)修復(fù)運(yùn)行不良的進(jìn)程或添加額外的硬件來(lái)解決。一些常見(jiàn)的性能瓶頸是

　　CPU利用率

　　內(nèi)存利用率

　　網(wǎng)絡(luò)利用率

　　操作系統(tǒng)限制

　　磁盤(pán)使用情況

　　如何進(jìn)行性能測(cè)試

　　用于性能測(cè)試的方法可以有很大的不同，但是性能測(cè)試的目標(biāo)是相同的。它可以幫助演示您的軟件系統(tǒng)滿足某些預(yù)定義的性能標(biāo)準(zhǔn)。或者它可以幫助比較兩個(gè)軟件系統(tǒng)的性能。它還可以幫助識(shí)別降低軟件系統(tǒng)性能的部分。

　　下面是關(guān)于如何執(zhí)行性能測(cè)試的一般流程

　　步驟1)確定您的測(cè)試環(huán)境

　　了解您的物理測(cè)試環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境以及可用的測(cè)試工具。在開(kāi)始測(cè)試過(guò)程之前，了解測(cè)試過(guò)程中使用的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)配置的詳細(xì)信息。它將幫助測(cè)試人員創(chuàng)建更有效的測(cè)試。它還將幫助識(shí)別測(cè)試人員在性能測(cè)試過(guò)程中可能遇到的挑戰(zhàn)。

　　步驟2)確定性能驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

　　這包括吞吐量、響應(yīng)時(shí)間和資源分配的目標(biāo)和約束。確定這些目標(biāo)和約束之外的項(xiàng)目成功標(biāo)準(zhǔn)也是必要的。測(cè)試人員應(yīng)該被授權(quán)設(shè)置性能標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)，因?yàn)轫?xiàng)目規(guī)范通常不包括足夠廣泛的性能基準(zhǔn)。有時(shí)可能根本沒(méi)有。如果可能的話，找到一個(gè)類似的應(yīng)用程序進(jìn)行比較是設(shè)置性能目標(biāo)的好方法。

　　步驟3)計(jì)劃和設(shè)計(jì)性能測(cè)試

　　確定最終用戶之間的使用情況可能如何變化，并確定用于測(cè)試所有可能用例的關(guān)鍵場(chǎng)景。有必要模擬各種終端用戶，計(jì)劃性能測(cè)試數(shù)據(jù)并概述將收集哪些指標(biāo)。

　　步驟4)配置測(cè)試環(huán)境

　　在執(zhí)行前準(zhǔn)備好測(cè)試環(huán)境。此外，安排工具和其他資源。

　　步驟5)實(shí)施測(cè)試設(shè)計(jì)

　　根據(jù)測(cè)試設(shè)計(jì)創(chuàng)建性能測(cè)試。

　　步驟6)運(yùn)行測(cè)試

　　執(zhí)行和監(jiān)視測(cè)試。

　　步驟7)分析、調(diào)優(yōu)和重新測(cè)試

　　整合、分析和共享測(cè)試結(jié)果。然后再進(jìn)行微調(diào)和測(cè)試，看看性能是否有所改善或下降。由于每次重新測(cè)試的改進(jìn)通常會(huì)越來(lái)越小，當(dāng)CPU導(dǎo)致瓶頸時(shí)就停止。然后，您可以考慮增加CPU功率。

　　性能測(cè)試指標(biāo):被監(jiān)控的參數(shù)

　　性能測(cè)試期間監(jiān)測(cè)的基本參數(shù)包括:

　　處理器使用率——處理器執(zhí)行非空閑線程所花費(fèi)的時(shí)間。

　　內(nèi)存使用-計(jì)算機(jī)上進(jìn)程可用的物理內(nèi)存量。

　　磁盤(pán)時(shí)間-磁盤(pán)忙于執(zhí)行讀或?qū)懻?qǐng)求的時(shí)間量。

　　帶寬-顯示網(wǎng)絡(luò)接口每秒使用的比特?cái)?shù)。

　　私有字節(jié)數(shù)——一個(gè)進(jìn)程分配的不能在其他進(jìn)程之間共享的字節(jié)數(shù)。它們用于測(cè)量?jī)?nèi)存泄漏和使用情況。

　　提交內(nèi)存量—使用的虛擬內(nèi)存量。

　　內(nèi)存頁(yè)數(shù)/秒——為解決硬頁(yè)錯(cuò)誤而寫(xiě)入或從磁盤(pán)讀取的頁(yè)數(shù)。硬頁(yè)錯(cuò)誤是指從其他地方調(diào)用不是來(lái)自當(dāng)前工作集的代碼并從磁盤(pán)檢索。

　　頁(yè)面錯(cuò)誤/秒——處理器處理錯(cuò)誤頁(yè)面的總速率。當(dāng)進(jìn)程需要來(lái)自其工作集之外的代碼時(shí)，同樣會(huì)發(fā)生這種情況。

　　每秒CPU中斷數(shù)——是處理器每秒接收和處理的平均硬件中斷數(shù)。

　　磁盤(pán)隊(duì)列長(zhǎng)度-為平均。在采樣間隔內(nèi)為選定磁盤(pán)排隊(duì)的讀和寫(xiě)請(qǐng)求。

　　網(wǎng)絡(luò)輸出隊(duì)列長(zhǎng)度-數(shù)據(jù)包中輸出數(shù)據(jù)包隊(duì)列的長(zhǎng)度。超過(guò)兩個(gè)就意味著延遲，需要停止瓶頸。

　　每秒網(wǎng)絡(luò)字節(jié)總數(shù)——在接口上發(fā)送和接收字節(jié)的速率，包括分幀字符。

　　響應(yīng)時(shí)間——從用戶輸入請(qǐng)求到接收到響應(yīng)的第一個(gè)字符的時(shí)間。

　　吞吐量計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)每秒接收請(qǐng)求的速率。

　　連接池的數(shù)量-連接池滿足的用戶請(qǐng)求的數(shù)量。池中的連接滿足的請(qǐng)求越多，性能就越好。

　　最大活動(dòng)會(huì)話-一次可以活動(dòng)的最大會(huì)話數(shù)。

　　命中率——這與緩存數(shù)據(jù)處理的SQL語(yǔ)句數(shù)量有關(guān)，而不是昂貴的I/O操作。這是解決瓶頸問(wèn)題的一個(gè)很好的開(kāi)始。

　　每秒點(diǎn)擊率是第一。負(fù)載測(cè)試中每秒鐘web服務(wù)器上的點(diǎn)擊率。

　　回滾段——在任何時(shí)間點(diǎn)可以回滾的數(shù)據(jù)量。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)鎖——需要對(duì)表和數(shù)據(jù)庫(kù)的鎖進(jìn)行監(jiān)視和仔細(xì)調(diào)優(yōu)。

　　頂部等待——被監(jiān)視，以確定在處理從內(nèi)存中檢索數(shù)據(jù)的速度時(shí)可以減少什么等待時(shí)間

　　線程數(shù)——應(yīng)用程序運(yùn)行狀況可以通過(guò)線程數(shù)來(lái)衡量。正在運(yùn)行和當(dāng)前活動(dòng)的線程。

　　垃圾收集——它與將未使用的內(nèi)存返回給系統(tǒng)有關(guān)。為了提高效率，需要監(jiān)控垃圾收集。

　　性能測(cè)試用例示例

　　測(cè)試用例01:驗(yàn)證當(dāng)1000個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)網(wǎng)站時(shí)，響應(yīng)時(shí)間不超過(guò)4秒。

　　測(cè)試用例02:在網(wǎng)絡(luò)連接較慢的情況下，驗(yàn)證應(yīng)用程序負(fù)載下的響應(yīng)時(shí)間在可接受的范圍內(nèi)

　　測(cè)試用例03:檢查應(yīng)用程序在崩潰前可以處理的最大用戶數(shù)。

　　測(cè)試用例04:當(dāng)同時(shí)讀寫(xiě)500條記錄時(shí)，檢查數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行時(shí)間。

　　測(cè)試用例05:檢查應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器在峰值負(fù)載條件下的CPU和內(nèi)存使用情況

　　測(cè)試用例06:驗(yàn)證應(yīng)用程序在低、正常、中等和重載負(fù)載條件下的響應(yīng)時(shí)間。

　　在實(shí)際性能測(cè)試執(zhí)行過(guò)程中，模糊的術(shù)語(yǔ)如可接受范圍、重載等被具體的數(shù)字所取代。性能工程師根據(jù)業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用程序的技術(shù)前景來(lái)設(shè)置這些數(shù)字。

　　性能測(cè)試工具

　　市場(chǎng)上有各種各樣的性能測(cè)試工具。您選擇的測(cè)試工具取決于許多因素，如支持的協(xié)議類型、許可成本、硬件要求、平臺(tái)支持等。下面是一些常用的測(cè)試工具。

　　LoadNinja -是革命性的方式，我們加載測(cè)試。這個(gè)基于云的負(fù)載測(cè)試工具使團(tuán)隊(duì)能夠記錄和即時(shí)回放全面的負(fù)載測(cè)試，而無(wú)需復(fù)雜的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，并在大規(guī)模的真實(shí)瀏覽器中運(yùn)行這些負(fù)載測(cè)試。團(tuán)隊(duì)能夠增加測(cè)試覆蓋率。將負(fù)載測(cè)試時(shí)間縮短60%以上。

　　HeadSpin -為用戶提供業(yè)界最好的性能測(cè)試能力。用戶可以通過(guò)HeadSpin平臺(tái)的性能測(cè)試功能，通過(guò)識(shí)別和解決應(yīng)用程序、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的性能問(wèn)題，優(yōu)化他們的數(shù)字體驗(yàn)。HeadSpin提供真實(shí)的、真實(shí)的數(shù)據(jù)，消除來(lái)自數(shù)千個(gè)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和位置的不確定性。用戶可以利用先進(jìn)的人工智能功能，在性能問(wèn)題影響用戶之前自動(dòng)識(shí)別測(cè)試中的性能問(wèn)題。

　　BlazeMeter -由熱衷于開(kāi)源的工程師設(shè)計(jì)和建造。BlazeMeter可以讓您直接從IDE進(jìn)行大規(guī)模負(fù)載和性能測(cè)試。另外，通過(guò)結(jié)合UX和負(fù)載測(cè)試，看看用戶在負(fù)載下看到了什么。最棒的是什么?一切都在這里:性能、功能、無(wú)腳本、API測(cè)試和監(jiān)視、測(cè)試數(shù)據(jù)和模擬服務(wù)。

　　HP LoadRunner -是當(dāng)今市場(chǎng)上最流行的性能測(cè)試工具。該工具能夠模擬成千上萬(wàn)的用戶，將應(yīng)用程序置于實(shí)際負(fù)載下，以確定它們?cè)陬A(yù)期負(fù)載下的行為。Loadrunner的特點(diǎn)是虛擬用戶生成器，模擬真人用戶的操作。

　　Jmeter -用于web和應(yīng)用服務(wù)器負(fù)載測(cè)試的領(lǐng)先工具之一。

　　常見(jiàn)問(wèn)題解答

　　我們應(yīng)該測(cè)試哪些應(yīng)用程序?

　　性能測(cè)試總是只針對(duì)基于客戶端-服務(wù)器的系統(tǒng)進(jìn)行。這意味著，任何不是基于客戶機(jī)-服務(wù)器架構(gòu)的應(yīng)用程序都不需要性能測(cè)試。

　　例如，Microsoft Calculator既不是基于客戶端-服務(wù)器的，也不運(yùn)行多個(gè)用戶;因此它不是性能測(cè)試的候選。

　　性能測(cè)試與性能工程的區(qū)別是什么?

　　了解性能測(cè)試與性能工程的區(qū)別具有重要意義。現(xiàn)達(dá)成如下共識(shí):

　　性能測(cè)試是一門(mén)涉及在各種參數(shù)下測(cè)試和報(bào)告軟件應(yīng)用程序當(dāng)前性能的學(xué)科。

　　性能工程是為了實(shí)現(xiàn)所需性能而對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試和調(diào)優(yōu)的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程旨在優(yōu)化最重要的應(yīng)用程序性能特征，即用戶體驗(yàn)。

　　從歷史上看，測(cè)試和調(diào)優(yōu)是截然不同的領(lǐng)域，而且通常是相互競(jìng)爭(zhēng)的領(lǐng)域。然而，在過(guò)去的幾年里，一些測(cè)試人員和開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)獨(dú)立合作創(chuàng)建了調(diào)優(yōu)團(tuán)隊(duì)。因?yàn)檫@些團(tuán)隊(duì)已經(jīng)取得了巨大的成功，所以將性能測(cè)試與性能調(diào)優(yōu)耦合起來(lái)的概念已經(jīng)流行起來(lái)，現(xiàn)在我們稱之為性能工程。

　　結(jié)論

　　在軟件工程中，在銷售任何軟件產(chǎn)品之前，性能測(cè)試是必要的。它確保客戶滿意并保護(hù)投資者的投資免受產(chǎn)品失敗的影響。性能測(cè)試的成本通常可以通過(guò)提高客戶滿意度、忠誠(chéng)度和保留率來(lái)彌補(bǔ)。

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　　我是阿薩。雙一流高校畢業(yè)，曾供職于世界100強(qiáng)企業(yè)。小目標(biāo)日更 10 年。歡迎留言交流，看到會(huì)回復(fù)。更多精彩，請(qǐng)關(guān)注知識(shí)星球。關(guān)注公眾號(hào)，戳我的圈子，即可加入。