性能测试—基础篇

￡神魔★判官ぃ 2022-02-05 10:41 478阅读 0赞

##  定义 ##

###     软件性能 ###

**     定义：**软件的性能是软件的一种**非功能特性**，它关注的不是软件是否能够完成特定的功能，而是在完成该功能时展示出来的                   **及时性**。

###     性能测试 ###

**      定义：**指通过自动化的测试工具模拟多种正常、峰值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试。

## 目的 ##

**    总体而言，验证软件系统是否能够达到用户提出的性能指标，同时发现软件系统中存在的性能瓶颈，优化软件，最后起到优化系统的目的。性能测试一般分为如下几个方面：**

**1、评估系统能力：**测试中得到的负荷和响应时间数据可被用于验证所计划的模型的能力，并帮助做出决策。

**2、识别系统弱点：**受控的负荷可被增加到一个极端水平并突破它，从而修复体系的瓶颈或薄弱的地方。

**3、验证系统调优：**重复运行测试，验证调整系统的活动得到了预期的结果，从而改进性能。

**4、检测软件问题：**长时间的测试执行可导致程序发生因内存泄露引起的失败，揭示程序中隐含的问题或冲突。

**5、检测稳定性与可靠性：**在一个生产负荷下执行测试一定的时间是评估系统稳定性和可靠性是否满足要求的唯一方法。

## 分类 ##

**负载测试：**负载测试是通过逐步增加系统负载，测试系统性能的变化，并最终确定在满足系统性能指标的前提下，系统所能够承受的最大负载量的测试。**目的：**

1.  发现系统性能拐点， 找到系统能够支持的最大用户数；
2.  确定并确保系统在超出最大预期工作量的情况下可以正常运行；
3.  评测系统性能特征，例如响应时间，吞吐，失败率等。

**压力测试/强度测试：**压力测试是通过逐步增加系统负载，测试系统性能的变化，并最终确定在什么负载条件下系统性能处于失效状态来获得系统能提供的最大服务级别的测试。压力测试是逐步增加负载，使系统某些资源达到饱和甚至有效。**目的：**

1.  找出因资源不足或资源争用而导致的错误，例如内存或者磁盘空间不足，测试对象就可能表现出正常条件下不会出现的的缺陷；
2.  确定测试对象能够处理的最大的工作量；
3.  观察系统出现故障时的反应， 是否保存了状态，是否提示一些有用的错误信息，系统安全性是否因故障而降低等等。

**容量测试：**容量测试是在一定的软、硬件条件下，在数据库中构造不同数量级的记录数量，通过运行一种或多种业务场景，在一定虚拟用户数量的情况下，获取不同数量级别的性能指标，从而得到**数据库能够处理的最大会话能力、 最大容量**等。系统可处理的同时在线用户数。容量测试通常和数据库有关。**目的：**用来确定程序的最终临界点，确定系统可处理同时在线的最大用户数。即使系统处理会话超过了临界点，系统仍需要稳定运行。

**基准测试：**通过设计科学的测试方法、测试工具和测试系统，实现对一类测试对象的某项性能指标进行**定量**的和可对比的测试。**目的：**建立一个可度量的参考标准，为其他测试场景或者调优过程提供对比参考；观察系统的整体性能趋势与拐点发生，及早识别系统性能风险。

**配置测试：**主要是通过对被测试软件的**软硬件的配置测试**，找到系统各项资源的最优分配原则。配置测试能充分利用有限的软硬件资源，发挥系统的最佳处理能力，同时可以将其与其他性能测试类型联合应用，从而为系统调优提供重要依据。**目的：**找到系统各项资源的最优分配， 它是系统调优的重要依据。

**并发测试：**并发测试是测试**多个用户同时访问同一个应用、同一个模块或数据记录**时是否存在死锁或者其他性能问题，所以几乎所有的性能测试都会涉及一些并发测试。因为并发测试对时间的要求比较苛刻，通常并发用户的模拟都是借助于工具，采用多线程或多进程方式来模拟多个虚拟用户的并发性操作。**目的：**检查是否存在死锁或者内存泄露，资源争用的等问题。

**稳定性测试/可靠性测试：**通过给软件系统加载一定负载的情况下，让系统**持续运行一段时间**，测试系统在这种条件是否能够稳定运行。稳定性测试通常**模拟的是平均用户数量**。通常以天为单位运行测试。**目的：**可以帮组找到一些大型的问题，如死机，崩溃，内存泄露等。

## 你怎看 ##

**用户眼中的性能**

**![20190505171720752.jpg][]**

**开发眼中的性能**

**![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2N4MjQzNjk4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]**

**运维眼中的性能**

**![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2N4MjQzNjk4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]**

**测试眼中的性能**

测试人员通常是做为软件质量控制的一个角色，不仅仅是找bug，需要对整个软件的质量负责，性能也属于质量的一部分，因此测试人员眼中的性能应该是全面的，考虑的东西也需要全面：

1、测试人员需要考虑全面的性能，包括用户、开发、管理员等各个视角的性能。

2、测试人员在做性能测试时除开要关注表面的现象如响应时间，也需要关注本质，比如用户看不到的服务器资料利用率，架构设计是否合理？代码是否合理等言方方面面。

## 指标 ##

**1、响应时间**

a）定义：从用户发送一个请求到用户接收到服务器返回的响应数据这段时间就是响应时间

b) 关键路径：下图为一次http请求经过的路径，请求会经过网络发送到web服务器进行处理，如果需要操作DB，再由网络转发到数据库进行处理，然后返回值给web服务器，web服务器最后把结果数据通过网络返回给客户端。

![77835-20160503232631622-1381902884.jpg][]

c) 计算方法：Response time = (N1+N2+N3+N4)+ (A1+A2+a3)，即：（网络时间 + 应用程序处理时间）

d) 响应时间-负载对应关系：

![77835-20160503233415857-1592507961.jpg][]

图中拐点说明：

1、响应时间突然增加

2、意味着系统的一种或多种资源利用达到的极限

3、通常可以利用拐点来进行性能测试分析与定位

**2、吞吐量**

a）定义：单位时间内系统处理的客户端请求的数量

b）计算单位：一般使用请求数／秒做为吞吐量的单位，出可以使用 页面数／秒表表示。

另外，从业务角度来说也可以使用 访问人数 /天 或 页面访问量／天 做为单位。

c）计算方法：Throughput = (number of requests) / (total time).

**　　**d**）**吞吐量-负载对应关系：

![77835-20160504144938529-498926383.png][]

图中拐点说明：

1、吞吐量逐渐达到饱和

2、意味着系统的一种或多种资源利用达到的极限

3、通常可以利用拐点来进行性能测试分析与定位

**3、并发数：**

**　****并发用户数**：某一物理时刻同时向系统提交请求的用户数，提交的请求可能是同一个场景或功能，也可以是不同场景或功能。

**在线用户数**：某段时间内访问系统的用户数，这些用户并不一定同时向系统提交请求

**系统用户数**：系统注册的总用户数据

**三者之间的关系**：系统用户数>=在线用户数>=并发用户数

**4、资源利用率**

a) 定义：指的是对不同系统资源的使用程度，通常以占用最大值的百分比来衡量

b) 通常需要关注的服务器资源如下：

1、CPU：就像人的大脑，主要负责相关事情的判断以及实际处理的机制

2、内存：大脑中的记忆块区，将眼睛，皮肤等收集到的信息记录起来的地方，以供cpu进行判断，但是是临时的，访问速度快，如果关机或断电这里的数据会消失。

3、磁盘IO：大脑中的记忆区块，将重要的数据保存起来（永久保存，关机或断电不会丢失，速度慢），以便将来再次使用这些数据。

4、网络：

c）资源利用-负载对应关系：

![77835-20160504151211544-1785374141.png][]

图中拐点说明：

1、服务器某荐资源使用逐渐达到饱和

2、通常可以利用拐点来进行性能测试分析与定位

**5、其它常用概念：**

a) TPS：Transactions Per Second，每秒事务数

b) **思考时间：**用户每个操作后的暂停时间，或者叫操作之间的间隔时间，此时间内是不对服务器产生压力的

c) **点击数**：每秒钟用户向WEB服务器提交的HTTP请求数。这个指标是WEB应用特有的一个指标:WEB应用是"请求-响应"模式,用户发出一次申请,服务器就要处理一次，所以点击是WEB应用能够处理的交易的最小单位。如果把每次点击定义为一个交易，点击率和TPS就是一个概念。容易看出，点击率越大，对服务器的压力越大。点击率只是一个性能参考指标，重要的是分析点击时产生的影响。需要注意的是，这里的点击并非指鼠标的一次单击操作，因为在一次单击操作中，客户端可能向服务器发出多个HTTP请求.

d）PV：访问一个URL，产生一个PV（Page View，页面访问量），每日每个网站的总PV量是形容一个 网站规模的重要指标。

UV：作为一个独立的用户，访问站点的所有页面均算作一个UV（Unique Visitor，用户访问）

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