軟件性能測試相關(guān)理論研究

孫嘉敏

摘 要：由于軟件行業(yè)的迅猛發(fā)展，軟件質(zhì)量的要求也越來越高。在要求軟件功能的同時，軟件或者WEB的性能也越發(fā)引起人們的關(guān)注。功能測試只關(guān)注與某個功能點，而性能測試則關(guān)注整個系統(tǒng)，在軟件質(zhì)量模型中，性能測試屬于效率的一類。本文即從上述思想出發(fā)，主要關(guān)注了性能測試的關(guān)注點、性能測試的不同指標和性能測試過程中的注意點。得出性能測試是軟件開發(fā)過程中不可缺少的一部分和團隊協(xié)作才是進行性能測試的最好方式的結(jié)論。

關(guān)鍵字：性能測試；資源消耗；負載測試；測試團隊

一、背景

1.性能測試的相關(guān)概念。測試的定義為：帶著發(fā)現(xiàn)缺陷的意圖來執(zhí)行工作產(chǎn)品。而性能測試（Performance Testing）的定義為：在一定的負載情況下，系統(tǒng)的響應(yīng)時間等特性是否滿足特定的性能需求。從某些角度來講，性能其實是功能的一種。

軟件的性能包括兩個方面的內(nèi)容：時間特性和資源特性。時間是指系統(tǒng)處理客戶請求的響應(yīng)時間；資源特性是指在進行性能測試過程中，系統(tǒng)資源消耗的情況。常見的系統(tǒng)資源主要包括處理器（CPU）、內(nèi)存和磁盤等。所以通常說的軟件性能不僅僅包括響應(yīng)時間，還包括系統(tǒng)資源消耗。

2.性能測試的關(guān)注點。不同的人關(guān)注的性能層次有所不同。通常情況下，關(guān)注軟件性能的人主要包括三類人：用戶、系統(tǒng)管理員與性能測試與和性能測試工程師和軟件開發(fā)工程師，這三類人各自關(guān)注的內(nèi)容如下：

（1）用戶。從用戶的角度來看，軟件測試是軟件系統(tǒng)對用戶提交所響應(yīng)的時間。通俗的講，如果用戶單擊一個提交或輸入一個URL地址，隨后系統(tǒng)把結(jié)果呈現(xiàn)到用戶面前，這個過程所花費的時間即為用戶對軟件性能的直觀印象。用戶體會的響應(yīng)時間為從執(zhí)行操作到已經(jīng)有一部分數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來的時間，而真正的響應(yīng)時間應(yīng)該是系統(tǒng)將全部數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來的時間。

（2）系統(tǒng)管理員和性能測試工程師。從系統(tǒng)管理員和性能測試工程師的角度來說，在響應(yīng)時間方面的理解與用戶完全一致。但系統(tǒng)管理員和性能測試工程師不僅僅不住系統(tǒng)的響應(yīng)時間，還關(guān)注服務(wù)器系統(tǒng)資源的使用情況。

（3）軟件開發(fā)工程師。從軟件開發(fā)工程師的角度來說，他們關(guān)注用戶和管理員關(guān)注的所以問題。另外還關(guān)注內(nèi)存泄漏、數(shù)據(jù)庫是否出現(xiàn)死鎖、中間件以及應(yīng)用服務(wù)器等問題。

二、性能測試的幾大分類

1.負載測試。負載測試（Load Testing）是指在一定的軟件、硬件環(huán)境下，運行一種或者是多種業(yè)務(wù)，在不同虛擬用戶數(shù)量情況下測試服務(wù)器的性能指標是否在用戶的峰值范圍內(nèi)一起確定系統(tǒng)的最大用戶數(shù)等。強調(diào)的是在一定的環(huán)境下系統(tǒng)能夠達到的峰值指標，大多數(shù)的性能測試都是負載測試。

2.壓力測試。壓力測試（Stress Testing）是指在一定的軟件、硬件等環(huán)境下，模擬大量的虛擬用戶想服務(wù)器產(chǎn)生負載，使服務(wù)器的資源處在極限狀態(tài)下并長時間的連續(xù)運行，以此來測試服務(wù)器在高負載的情況下是否能夠穩(wěn)定工作。負載測試和壓力測試相似，但負載測試用于正常峰值的測試，而壓力測試用于測試峰值極限的維持時間。

3.并發(fā)測試。并發(fā)測試（Concurrency Testing）是指通過模擬多個用戶訪問同一個應(yīng)用、存儲過程或數(shù)據(jù)記錄以及其他并發(fā)操作，測試是否存在死鎖、數(shù)據(jù)錯誤等故障。

4.基準測試?；鶞蕼y試（Benchmar Testing）是指在一定的軟件、硬件等環(huán)境下，模擬一定數(shù)量的虛擬用戶運行一種或多種業(yè)務(wù)，將測試結(jié)果做為基準數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)調(diào)優(yōu)或系統(tǒng)評測的過程中，通過運行相同的業(yè)務(wù)場景來比較結(jié)果，確定調(diào)優(yōu)的結(jié)果是否達到預(yù)期效果或者為系統(tǒng)的選擇提供決策數(shù)據(jù)?；鶞蕼y試一般用于配置測試。

三、性能測試的相關(guān)指標

1.響應(yīng)時間。響應(yīng)時間是指應(yīng)用系統(tǒng)從發(fā)出請求開始到客戶端接收到所有數(shù)據(jù)所消耗的時間。強調(diào)所有數(shù)據(jù)都已經(jīng)被呈現(xiàn)到客戶端所花費的時間。在性能測試中是通過事物函數(shù)來完成對響應(yīng)時間的統(tǒng)計，事物是指做某件事的操作，事物函數(shù)會記錄做這件事情和該事情做完之間的時間差，稱為事務(wù)響應(yīng)時間。

2.并發(fā)用戶數(shù)。并發(fā)用戶數(shù)是指同一時刻與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互的所有用戶數(shù)量。其中有兩點需要注，第一：同一時刻，表示并發(fā)強調(diào)的是用戶同時對服務(wù)器進行施壓。第二：強調(diào)要與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互，如果未和服務(wù)器進行數(shù)據(jù)的交互，這樣的用戶是沒給服務(wù)器帶來壓力的。

3.吞吐量。在性能測試過程中，吞吐量是指單位時間內(nèi)服務(wù)器處理的字節(jié)數(shù)，吞吐量的單位為字節(jié)每秒。吞吐量的大小直接體現(xiàn)服務(wù)器的承載能力。

四、性能測試注意點

1.性能測試應(yīng)盡早進行。測試的工作越開展損失越少，性能測試也是如此。當系統(tǒng)集成后，想要從眾多的模塊中分析定位模塊瓶頸是十分困難的，但是如果在項目初期就能對每個模塊進行性能測試，問題自然就得到解決。

2.性能測試需要團隊支持。質(zhì)量是靠開發(fā)人員的技術(shù)，而不是依靠測試人員的測試。性能也遵循同樣的道理。并不是說一個公司擁有一個完美的性能測試部門，就能保證軟件的完美，性能的優(yōu)化需要開發(fā)部門和相關(guān)部門的通力合作。

3.性能測試需要獨立的測試環(huán)境。性能呢個測試的環(huán)境獨立性相對于功能測試更加嚴格，需要獨立的網(wǎng)絡(luò)和硬件環(huán)境，來保證被測系統(tǒng)是獨立可控的，甚至需要專門的管理員和流程來對被測環(huán)境進行控制。

4.測試前定義明確的測試目標。性能測試的執(zhí)行成本較高，為了保證性能測試執(zhí)行的有效性，在每一個性能測試前應(yīng)明確本次性能測試的目標，并對這個目標進行監(jiān)控和驗證。

5.不要在服務(wù)器上進行性能測試。雖然服務(wù)器可以做為負載生產(chǎn)和被負載的對象，但是如果在服務(wù)器上進行這樣的操作，系統(tǒng)資源會被負載消耗，導致得出的性能測試數(shù)據(jù)脫離實際情況。

6.創(chuàng)建的負載應(yīng)該是模擬用戶最常見、最密集的操作。在進行性能測試時，應(yīng)該模擬用戶最常使用的功能，來了解在這種操作下系統(tǒng)資源消耗以及用戶體驗。

7.在真正的性能測試前盡可能地進行預(yù)測試。在性能測試進行之前應(yīng)盡可能多的進行預(yù)測試，發(fā)現(xiàn)負載生成的結(jié)果以及負載生成是否存在瓶頸，由于性能測試執(zhí)行成本較高，所以通過多次的預(yù)測試，可以降低最終測試的成本開銷。

8.使用同一用戶進行長時間大量操作是否存在內(nèi)存泄漏或者類似的錯誤通常這樣做或發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)某功能設(shè)置上的問題。

五、結(jié)語

性能測試是系統(tǒng)測試的一種，其目標是判斷系統(tǒng)在正常負載或正常水平的活動的情況下是否滿足性能需求。由于現(xiàn)在軟件和WEB的快速發(fā)展，性能測試也得到了更多人的關(guān)注，人們越來越關(guān)心軟件的負載和容量等特性，而不是一味的追求性能的實現(xiàn)。在性能測試的過程中，雖然個人的知識水平和相關(guān)測試經(jīng)驗十分重要，但是團隊的合作才是更重要的，性能測試是一個要求團隊合作的工作?？傊阅軠y試無非就是以較低的成本模擬一個真實環(huán)境來了解系統(tǒng)上線后的性能情況，至于定位、分析以及調(diào)優(yōu)，這需要一個團隊的支持才能完成。

參考文獻：

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