性能測(cè)試

　　性能測(cè)試是通過(guò)自動(dòng)化的測(cè)試工具模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來(lái)對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。負(fù)載測(cè)試和壓力測(cè)試都屬于性能測(cè)試，兩者可以結(jié)合進(jìn)行。通過(guò)負(fù)載測(cè)試，確定在各種工作負(fù)載下系統(tǒng)的性能，目標(biāo)是測(cè)試當(dāng)負(fù)載逐漸增加時(shí)，系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)的變化情況。壓力測(cè)試是通過(guò)確定一個(gè)系統(tǒng)的瓶頸或者不能接收的性能點(diǎn)，來(lái)獲得系統(tǒng)能提供的最大服務(wù)級(jí)別的測(cè)試。
　　一、概述
　　性能測(cè)試在軟件的質(zhì)量保證中起著重要的作用，它包括的測(cè)試內(nèi)容豐富多樣。中國(guó)軟件評(píng)測(cè)中心將性能測(cè)試概括為三個(gè)方面：應(yīng)用在客戶端性能的測(cè)試、應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)上性能的測(cè)試和應(yīng)用在服務(wù)器端性能的測(cè)試。通常情況下，三方面有效、合理的結(jié)合，可以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)性能全面的分析和瓶頸的預(yù)測(cè)。
　　·應(yīng)用在客戶端性能的測(cè)試
　　應(yīng)用在客戶端性能測(cè)試的目的是考察客戶端應(yīng)用的性能，測(cè)試的入口是客戶端。它主要包括并發(fā)性能測(cè)試、疲勞強(qiáng)度測(cè)試、大數(shù)據(jù)量測(cè)試和速度測(cè)試等，其中并發(fā)性能測(cè)試是重點(diǎn)。
　　并發(fā)性能測(cè)試是重點(diǎn)
　　并發(fā)性能測(cè)試的過(guò)程是一個(gè)負(fù)載測(cè)試和壓力測(cè)試的過(guò)程，即逐漸增加負(fù)載，直到系統(tǒng)的瓶頸或者不能接收的性能點(diǎn)，通過(guò)綜合分析交易執(zhí)行指標(biāo)和資源監(jiān)控指標(biāo)來(lái)確定系統(tǒng)并發(fā)性能的過(guò)程。負(fù)載測(cè)試（Load Testing）是確定在各種工作負(fù)載下系統(tǒng)的性能，目標(biāo)是測(cè)試當(dāng)負(fù)載逐漸增加時(shí)，系統(tǒng)組成部分的相應(yīng)輸出項(xiàng)，例如通過(guò)量、響應(yīng)時(shí)間、CPU負(fù)載、內(nèi)存使用等來(lái)決定系統(tǒng)的性能。負(fù)載測(cè)試是一個(gè)分析軟件應(yīng)用程序和支撐架構(gòu)、模擬真實(shí)環(huán)境的使用，從而來(lái)確定能夠接收的性能過(guò)程。壓力測(cè)試（Stress Testing）是通過(guò)確定一個(gè)系統(tǒng)的瓶頸或者不能接收的性能點(diǎn)，來(lái)獲得系統(tǒng)能提供的最大服務(wù)級(jí)別的測(cè)試。
　　并發(fā)性能測(cè)試的目的主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：以真實(shí)的業(yè)務(wù)為依據(jù)，選擇有代表性的、關(guān)鍵的業(yè)務(wù)操作設(shè)計(jì)測(cè)試案例，以評(píng)價(jià)系統(tǒng)的當(dāng)前性能；當(dāng)擴(kuò)展應(yīng)用程序的功能或者新的應(yīng)用程序?qū)⒁�被部署時(shí)，負(fù)載測(cè)試會(huì)幫助確定系統(tǒng)是否還能夠處理期望的用戶負(fù)載，以預(yù)測(cè)系統(tǒng)的未來(lái)性能；通過(guò)模擬成百上千個(gè)用戶，重復(fù)執(zhí)行和運(yùn)行測(cè)試，可以確認(rèn)性能瓶頸并優(yōu)化和調(diào)整應(yīng)用，目的在于尋找到瓶頸問(wèn)題。
　　當(dāng)一家企業(yè)自己組織力量或委托軟件公司代為開(kāi)發(fā)一套應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)候,尤其是以后在生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)際使用起來(lái),用戶往往會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn),這套系統(tǒng)能不能承受大量的并發(fā)用戶同時(shí)訪問(wèn)? 這類問(wèn)題最常見(jiàn)于采用聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTP)方式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用、Web瀏覽和視頻點(diǎn)播等系統(tǒng)。這種問(wèn)題的解決要借助于科學(xué)的軟件測(cè)試手段和先進(jìn)的測(cè)試工具。
　　舉例說(shuō)明：電信計(jì)費(fèi)軟件
　　眾所周知,每月20日左右是市話交費(fèi)的高峰期，全市幾千個(gè)收費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)同時(shí)啟動(dòng)。收費(fèi)過(guò)程一般分為兩步,首先要根據(jù)用戶提出的電話號(hào)碼來(lái)查詢出其當(dāng)月產(chǎn)生費(fèi)用,然后收取現(xiàn)金并將此用戶修改為已交費(fèi)狀態(tài)。一個(gè)用戶看起來(lái)簡(jiǎn)單的兩個(gè)步驟,但當(dāng)成百上千的終端，同時(shí)執(zhí)行這樣的操作時(shí)，情況就大不一樣了,如此眾多的交易同時(shí)發(fā)生,對(duì)應(yīng)用程序本身、操作系統(tǒng)、中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、中間件服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的承受力都是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。決策者不可能在發(fā)生問(wèn)題后才考慮系統(tǒng)的承受力, 預(yù)見(jiàn)軟件的并發(fā)承受力, 這是在軟件測(cè)試階段就應(yīng)該解決的問(wèn)題。
　　目前，大多數(shù)公司企業(yè)需要支持成百上千名用戶，各類應(yīng)用環(huán)境以及由不同供應(yīng)商提供的元件組裝起來(lái)的復(fù)雜產(chǎn)品，難以預(yù)知的用戶負(fù)載和愈來(lái)愈復(fù)雜的應(yīng)用程序，使公司擔(dān)憂會(huì)發(fā)生投放性能差、用戶遭受反應(yīng)慢、系統(tǒng)失靈等問(wèn)題。其結(jié)果就是導(dǎo)致公司收益的損失。
　　如何模擬實(shí)際情況呢? 找若干臺(tái)電腦和同樣數(shù)目的操作人員在同一時(shí)刻進(jìn)行操作,然后拿秒表記錄下反應(yīng)時(shí)間？ 這樣的手工作坊式的測(cè)試方法不切實(shí)際，且無(wú)法捕捉程序內(nèi)部變化情況,這樣就需要壓力測(cè)試工具的輔助。
　　測(cè)試的基本策略是自動(dòng)負(fù)載測(cè)試，通過(guò)在一臺(tái)或幾臺(tái)PC機(jī)上模擬成百或上千的虛擬用戶同時(shí)執(zhí)行業(yè)務(wù)的情景，對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)記錄下每一事務(wù)處理的時(shí)間、中間件服務(wù)器峰值數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)等。通過(guò)可重復(fù)的、真實(shí)的測(cè)試能夠徹底地度量應(yīng)用的可擴(kuò)展性和性能，確定問(wèn)題所在以及優(yōu)化系統(tǒng)性能。預(yù)先知道了系統(tǒng)的承受力,就為最終用戶規(guī)劃整個(gè)運(yùn)行環(huán)境的配置提供了有力的依據(jù)。
　　并發(fā)性能測(cè)試前的準(zhǔn)備工作
　　測(cè)試環(huán)境：配置測(cè)試環(huán)境是測(cè)試實(shí)施的一個(gè)重要階段，測(cè)試環(huán)境的適合與否會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性和正確性。測(cè)試環(huán)境包括硬件環(huán)境和軟件環(huán)境，硬件環(huán)境指測(cè)試必需的服務(wù)器、客戶端、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備以及打印機(jī)/掃描儀等輔助硬件設(shè)備所構(gòu)成的環(huán)境；軟件環(huán)境指被測(cè)軟件運(yùn)行時(shí)的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)及其他應(yīng)用軟件構(gòu)成的環(huán)境。
　　一個(gè)充分準(zhǔn)備好的測(cè)試環(huán)境有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)穩(wěn)定、可重復(fù)的測(cè)試環(huán)境，能夠保證測(cè)試結(jié)果的正確；保證達(dá)到測(cè)試執(zhí)行的技術(shù)需求；保證得到正確的、可重復(fù)的以及易理解的測(cè)試結(jié)果。
　　測(cè)試工具：并發(fā)性能測(cè)試是在客戶端執(zhí)行的黑盒測(cè)試，一般不采用手工方式，而是利用工具采用自動(dòng)化方式進(jìn)行。目前，成熟的并發(fā)性能測(cè)試工具有很多，選擇的依據(jù)主要是測(cè)試需求和性能價(jià)格比。著名的并發(fā)性能測(cè)試工具有QALoad、LoadRunner、Benchmark Factory和Webstress等。這些測(cè)試工具都是自動(dòng)化負(fù)載測(cè)試工具，通過(guò)可重復(fù)的、真實(shí)的測(cè)試，能夠徹底地度量應(yīng)用的可擴(kuò)展性和性能，可以在整個(gè)開(kāi)發(fā)生命周期、跨越多種平臺(tái)、自動(dòng)執(zhí)行測(cè)試任務(wù)，可以模擬成百上千的用戶并發(fā)執(zhí)行關(guān)鍵業(yè)務(wù)而完成對(duì)應(yīng)用程序的測(cè)試。
　　測(cè)試數(shù)據(jù)：在初始的測(cè)試環(huán)境中需要輸入一些適當(dāng)?shù)臏y(cè)試數(shù)據(jù)，目的是識(shí)別數(shù)據(jù)狀態(tài)并且驗(yàn)證用于測(cè)試的測(cè)試案例，在正式的測(cè)試開(kāi)始以前對(duì)測(cè)試案例進(jìn)行調(diào)試，將正式測(cè)試開(kāi)始時(shí)的錯(cuò)誤降到最低。在測(cè)試進(jìn)行到關(guān)鍵過(guò)程環(huán)節(jié)時(shí)，非常有必要進(jìn)行數(shù)據(jù)狀態(tài)的備份。制造初始數(shù)據(jù)意味著將合適的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái)，需要的時(shí)候恢復(fù)它，初始數(shù)據(jù)提供了一個(gè)基線用來(lái)評(píng)估測(cè)試執(zhí)行的結(jié)果。
　　在測(cè)試正式執(zhí)行時(shí)，還需要準(zhǔn)備業(yè)務(wù)測(cè)試數(shù)據(jù)，比如測(cè)試并發(fā)查詢業(yè)務(wù)，那么要求對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和表中有相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)量以及數(shù)據(jù)的種類應(yīng)能覆蓋全部業(yè)務(wù)。
　　模擬真實(shí)環(huán)境測(cè)試，有些軟件，特別是面向大眾的商品化軟件，在測(cè)試時(shí)常常需要考察在真實(shí)環(huán)境中的表現(xiàn)。如測(cè)試殺毒軟件的掃描速度時(shí)，硬盤上布置的不同類型文件的比例要盡量接近真實(shí)環(huán)境，這樣測(cè)試出來(lái)的數(shù)據(jù)才有實(shí)際意義。
　　并發(fā)性能測(cè)試的種類與指標(biāo)
　　并發(fā)性能測(cè)試的種類取決于并發(fā)性能測(cè)試工具監(jiān)控的對(duì)象，以QALoad自動(dòng)化負(fù)載測(cè)試工具為例。軟件針對(duì)各種測(cè)試目標(biāo)提供了DB2、DCOM、ODBC、ORACLE、NETLoad、Corba、QARun、SAP、SQLServer、Sybase、Telnet、TUXEDO、UNIFACE、WinSock、WWW、Java s cript等不同的監(jiān)控對(duì)象，支持Windows和UNIX測(cè)試環(huán)境。
　　最關(guān)鍵的仍然是測(cè)試過(guò)程中對(duì)監(jiān)控對(duì)象的靈活應(yīng)用，例如目前三層結(jié)構(gòu)的運(yùn)行模式廣泛使用，對(duì)中間件的并發(fā)性能測(cè)試作為問(wèn)題被提到議事日程上來(lái)，許多系統(tǒng)都采用了國(guó)產(chǎn)中間件，選擇Java s cript監(jiān)控對(duì)象，手工編寫腳本，可以達(dá)到測(cè)試目的。
　　采用自動(dòng)化負(fù)載測(cè)試工具執(zhí)行的并發(fā)性能測(cè)試，基本遵循的測(cè)試過(guò)程有：測(cè)試需求與測(cè)試內(nèi)容，測(cè)試案例制定，測(cè)試環(huán)境準(zhǔn)備，測(cè)試腳本錄制、編寫與調(diào)試，腳本分配、回放配置與加載策略，測(cè)試執(zhí)行跟蹤，結(jié)果分析與定位問(wèn)題所在，測(cè)試報(bào)告與測(cè)試評(píng)估。
　　并發(fā)性能測(cè)試監(jiān)控的對(duì)象不同，測(cè)試的主要指標(biāo)也不相同，主要的測(cè)試指標(biāo)包括交易處理性能指標(biāo)和UNIX資源監(jiān)控。其中，交易處理性能指標(biāo)包括交易結(jié)果、每分鐘交易數(shù)、交易響應(yīng)時(shí)間（Min：最小服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間；Mean：平均服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間；Max：最大服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間；StdDev：事務(wù)處理服務(wù)器響應(yīng)的偏差，值越大，偏差越大；Median：中值響應(yīng)時(shí)間；90％：90％事務(wù)處理的服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間）、虛擬并發(fā)用戶數(shù)。
　　應(yīng)用實(shí)例：“新華社多媒體數(shù)據(jù)庫(kù) V1.0”性能測(cè)試
　　中國(guó)軟件評(píng)測(cè)中心（CSTC）根據(jù)新華社技術(shù)局提出的《多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)（一期）性能測(cè)試需求》和GB/T 17544《軟件包質(zhì)量要求和測(cè)試》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)負(fù)載測(cè)試工具對(duì)新華社使用的“新華社多媒體數(shù)據(jù)庫(kù) V1.0”進(jìn)行了性能測(cè)試。
　　性能測(cè)試的目的是模擬多用戶并發(fā)訪問(wèn)新華社多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)，執(zhí)行關(guān)鍵檢索業(yè)務(wù)，分析系統(tǒng)性能。
　　性能測(cè)試的重點(diǎn)是針對(duì)系統(tǒng)并發(fā)壓力負(fù)載較大的主要檢索業(yè)務(wù)，進(jìn)行并發(fā)測(cè)試和疲勞測(cè)試，系統(tǒng)采用B/S運(yùn)行模式。并發(fā)測(cè)試設(shè)計(jì)了特定時(shí)間段內(nèi)分別在中文庫(kù)、英文庫(kù)、圖片庫(kù)中進(jìn)行單檢索詞、多檢索詞以及變檢索式、混合檢索業(yè)務(wù)等并發(fā)測(cè)試案例。疲勞測(cè)試案例為在中文庫(kù)中并發(fā)用戶數(shù)200，進(jìn)行測(cè)試周期約8小時(shí)的單檢索詞檢索。在進(jìn)行并發(fā)和疲勞測(cè)試的同時(shí)，監(jiān)測(cè)的測(cè)試指標(biāo)包括交易處理性能以及UNIX（Linux）、Oracle、Apache資源等。
　　測(cè)試結(jié)論：在新華社機(jī)房測(cè)試環(huán)境和內(nèi)網(wǎng)測(cè)試環(huán)境中，100M帶寬情況下，針對(duì)規(guī)定的各并發(fā)測(cè)試案例，系統(tǒng)能夠承受并發(fā)用戶數(shù)為200的負(fù)載壓力，最大交易數(shù)/分鐘達(dá)到78.73，運(yùn)行基本穩(wěn)定，但隨著負(fù)載壓力增大，系統(tǒng)性能有所衰減。
　　系統(tǒng)能夠承受200并發(fā)用戶數(shù)持續(xù)周期約8小時(shí)的疲勞壓力，基本能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
　　通過(guò)對(duì)系統(tǒng)UNIX（Linux）、Oracle和Apache資源的監(jiān)控，系統(tǒng)資源能夠滿足上述并發(fā)和疲勞性能需求，且系統(tǒng)硬件資源尚有較大利用余地。
　　當(dāng)并發(fā)用戶數(shù)超過(guò)200時(shí)，監(jiān)控到HTTP 500、connect和超時(shí)錯(cuò)誤，且Web服務(wù)器報(bào)內(nèi)存溢出錯(cuò)誤，系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)一步提高性能，以支持更大并發(fā)用戶數(shù)。
　　建議進(jìn)一步優(yōu)化軟件系統(tǒng)，充分利用硬件資源，縮短交易響應(yīng)時(shí)間。
　　疲勞強(qiáng)度與大數(shù)據(jù)量測(cè)試
　　疲勞測(cè)試是采用系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行情況下能夠支持的最大并發(fā)用戶數(shù)，持續(xù)執(zhí)行一段時(shí)間業(yè)務(wù)，通過(guò)綜合分析交易執(zhí)行指標(biāo)和資源監(jiān)控指標(biāo)來(lái)確定系統(tǒng)處理最大工作量強(qiáng)度性能的過(guò)程。
　　疲勞強(qiáng)度測(cè)試可以采用工具自動(dòng)化的方式進(jìn)行測(cè)試，也可以手工編寫程序測(cè)試，其中后者占的比例較大。
　　一般情況下以服務(wù)器能夠正常穩(wěn)定響應(yīng)請(qǐng)求的最大并發(fā)用戶數(shù)進(jìn)行一定時(shí)間的疲勞測(cè)試，獲取交易執(zhí)行指標(biāo)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。如出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致測(cè)試不能成功執(zhí)行，則及時(shí)調(diào)整測(cè)試指標(biāo)，例如降低用戶數(shù)、縮短測(cè)試周期等。還有一種情況的疲勞測(cè)試是對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)性能的評(píng)估，用系統(tǒng)正常業(yè)務(wù)情況下并發(fā)用戶數(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行一定時(shí)間的疲勞測(cè)試。
　　大數(shù)據(jù)量測(cè)試可以分為兩種類型：針對(duì)某些系統(tǒng)存儲(chǔ)、傳輸、統(tǒng)計(jì)、查詢等業(yè)務(wù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的獨(dú)立數(shù)據(jù)量測(cè)試；與壓力性能測(cè)試、負(fù)載性能測(cè)試、疲勞性能測(cè)試相結(jié)合的綜合數(shù)據(jù)量測(cè)試方案。大數(shù)據(jù)量測(cè)試的關(guān)鍵是測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，可以依靠工具準(zhǔn)備測(cè)試數(shù)據(jù)。
　　速度測(cè)試目前主要是針對(duì)關(guān)鍵有速度要求的業(yè)務(wù)進(jìn)行手工測(cè)速度，可以在多次測(cè)試的基礎(chǔ)上求平均值，可以和工具測(cè)得的響應(yīng)時(shí)間等指標(biāo)做對(duì)比分析。
　　·應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)上性能的測(cè)試
　　應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)上性能的測(cè)試重點(diǎn)是利用成熟先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能分析和網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)。
　　網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能分析
　　網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能分析的目的是準(zhǔn)確展示網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、負(fù)載和TCP端口的變化是如何影響用戶的響應(yīng)時(shí)間的。利用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能分析工具，例如Application Expert，能夠發(fā)現(xiàn)應(yīng)用的瓶頸，我們可知應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行時(shí)在每個(gè)階段發(fā)生的應(yīng)用行為，在應(yīng)用線程級(jí)分析應(yīng)用的問(wèn)題�？梢越鉀Q多種問(wèn)題：客戶端是否對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器運(yùn)行了不必要的請(qǐng)求？當(dāng)服務(wù)器從客戶端接受了一個(gè)查詢，應(yīng)用服務(wù)器是否花費(fèi)了不可接受的時(shí)間聯(lián)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器？在投產(chǎn)前預(yù)測(cè)應(yīng)用的響應(yīng)時(shí)間；利用Application Expert調(diào)整應(yīng)用在廣域網(wǎng)上的性能；Application Expert能夠讓你快速、容易地仿真應(yīng)用性能，根據(jù)最終用戶在不同網(wǎng)絡(luò)配置環(huán)境下的響應(yīng)時(shí)間，用戶可以根據(jù)自己的條件決定應(yīng)用投產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
　　網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能監(jiān)控
　　在系統(tǒng)試運(yùn)行之后，需要及時(shí)準(zhǔn)確地了解網(wǎng)絡(luò)上正在發(fā)生什么事情；什么應(yīng)用在運(yùn)行，如何運(yùn)行；多少PC正在訪問(wèn)LAN或WAN；哪些應(yīng)用程序?qū)е孪到y(tǒng)瓶頸或資源競(jìng)爭(zhēng)，這時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)資源管理對(duì)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。利用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能監(jiān)控工具，可以達(dá)到事半功倍的效果，在這方面我們可以提供的工具是Network Vantage。通俗地講，它主要用來(lái)分析關(guān)鍵應(yīng)用程序的性能，定位問(wèn)題的根源是在客戶端、服務(wù)器、應(yīng)用程序還是網(wǎng)絡(luò)。在大多數(shù)情況下用戶較關(guān)心的問(wèn)題還有哪些應(yīng)用程序占用大量帶寬，哪些用戶產(chǎn)生了最大的網(wǎng)絡(luò)流量，這個(gè)工具同樣能滿足要求。
　　網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)
　　考慮到系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的擴(kuò)展性，預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量的變化、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化對(duì)用戶系統(tǒng)的影響非常重要。根據(jù)規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)并及時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。我們利用網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)分析容量規(guī)劃工具PREDICTOR可以作到：設(shè)置服務(wù)水平、完成日網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃、離線測(cè)試網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)失效和容量極限分析、完成日常故障診斷、預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遷移和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響。
　　從網(wǎng)絡(luò)管理軟件獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、從現(xiàn)有的流量監(jiān)控軟件獲取流量信息（若沒(méi)有這類軟件可人工生成流量數(shù)據(jù)），這樣可以得到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)。在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化、網(wǎng)絡(luò)流量的變化生成報(bào)告和圖表，說(shuō)明這些變化是如何影響網(wǎng)絡(luò)性能的。 PREDICTOR提供如下信息：根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果幫助用戶及時(shí)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)，避免因關(guān)鍵設(shè)備超過(guò)利用閥值導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降；哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要升級(jí)，這樣可減少網(wǎng)絡(luò)延遲、避免網(wǎng)絡(luò)瓶頸；根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果避免不必要的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。
　　·應(yīng)用在服務(wù)器上性能的測(cè)試
　　對(duì)于應(yīng)用在服務(wù)器上性能的測(cè)試，可以采用工具監(jiān)控，也可以使用系統(tǒng)本身的監(jiān)控命令，例如Tuxedo中可以使用Top命令監(jiān)控資源使用情況。實(shí)施測(cè)試的目的是實(shí)現(xiàn)服務(wù)器設(shè)備、服務(wù)器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、應(yīng)用在服務(wù)器上性能的全面監(jiān)控，測(cè)試原理如下圖。
　　UNIX資源監(jiān)控指標(biāo)和描述
　　監(jiān)控指標(biāo) 描述
　　平均負(fù)載 系統(tǒng)正常狀態(tài)下，最后60秒同步進(jìn)程的平均個(gè)數(shù)
　　沖突率 在以太網(wǎng)上監(jiān)測(cè)到的每秒沖突數(shù)
　　進(jìn)程/線程交換率 進(jìn)程和線程之間每秒交換次數(shù)
　　CPU利用率 CPU占用率（％）
　　磁盤交換率 磁盤交換速率
　　接收包錯(cuò)誤率 接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包時(shí)每秒錯(cuò)誤數(shù)
　　包輸入率 每秒輸入的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包數(shù)目
　　中斷速率 CPU每秒處理的中斷數(shù)
　　輸出包錯(cuò)誤率 發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包時(shí)每秒錯(cuò)誤數(shù)
　　包輸入率 每秒輸出的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包數(shù)目
　　讀入內(nèi)存頁(yè)速率 物理內(nèi)存中每秒讀入內(nèi)存頁(yè)的數(shù)目
　　寫出內(nèi)存頁(yè)速率 每秒從物理內(nèi)存中寫到頁(yè)文件中的內(nèi)存頁(yè)數(shù)
　　目或者從物理內(nèi)存中刪掉的內(nèi)存頁(yè)數(shù)目
　　內(nèi)存頁(yè)交換速率 每秒寫入內(nèi)存頁(yè)和從物理內(nèi)存中讀出頁(yè)的個(gè)數(shù)
　　進(jìn)程入交換率 交換區(qū)輸入的進(jìn)程數(shù)目
　　進(jìn)程出交換率 交換區(qū)輸出的進(jìn)程數(shù)目
　　系統(tǒng)CPU利用率 系統(tǒng)的CPU占用率（％）
　　用戶CPU利用率 用戶模式下的CPU占用率（％）
　　磁盤阻塞 磁盤每秒阻塞的字節(jié)數(shù)
　　二、為什么進(jìn)行性能測(cè)試？
　　目的是驗(yàn)證軟件系統(tǒng)是否能夠達(dá)到用戶提出的性能指標(biāo)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)軟件系統(tǒng)中存在的性能瓶頸，優(yōu)化軟件，最后起到優(yōu)化系統(tǒng)的目的。
　　包括以下幾個(gè)方面
　　1．評(píng)估系統(tǒng)的能力，測(cè)試中得到的負(fù)荷和響應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)可以被用于驗(yàn)證所計(jì)劃的模型的能力，并幫助作出決策。
　　2．識(shí)別體系中的弱點(diǎn)：受控的負(fù)荷可以被增加到一個(gè)極端的水平，并突破它，從而修復(fù)體系的瓶頸或薄弱的地方。
　　3．系統(tǒng)調(diào)優(yōu)：重復(fù)運(yùn)行測(cè)試，驗(yàn)證調(diào)整系統(tǒng)的活動(dòng)得到了預(yù)期的結(jié)果，從而改進(jìn)性能。
　　檢測(cè)軟件中的問(wèn)題：長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試執(zhí)行可導(dǎo)致程序發(fā)生由于內(nèi)存泄露引起的失敗，揭示程序中的隱含的問(wèn)題或沖突。
　　4．驗(yàn)證穩(wěn)定性（resilience）可靠性（reliability）：在一個(gè)生產(chǎn)負(fù)荷下執(zhí)行測(cè)試一定的時(shí)間是評(píng)估系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性是否滿足要求的唯一方法。
　　性能測(cè)試類型包括負(fù)載測(cè)試，強(qiáng)度測(cè)試，容量測(cè)試等
　　負(fù)載測(cè)試：負(fù)載測(cè)試是一種性能測(cè)試指數(shù)據(jù)在超負(fù)荷環(huán)境中運(yùn)行，程序是否能夠承擔(dān)。
　　強(qiáng)度測(cè)試： 強(qiáng)度測(cè)試是一種性能測(cè)試，他在系統(tǒng)資源特別低的情況下軟件系統(tǒng)運(yùn)行情況。
　　容量測(cè)試：確定系統(tǒng)可處理同時(shí)在線的最大用戶數(shù)
　　觀察指標(biāo)：
　　性能測(cè)試主要是通過(guò)自動(dòng)化的測(cè)試工具模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來(lái)對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。負(fù)載測(cè)試和壓力測(cè)試都屬于性能測(cè)試，兩者可以結(jié)合進(jìn)行。通過(guò)負(fù)載測(cè)試，確定在各種工作負(fù)載下系統(tǒng)的性能，目標(biāo)是測(cè)試當(dāng)負(fù)載逐漸增加時(shí)，系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)的變化情況。壓力測(cè)試是通過(guò)確定一個(gè)系統(tǒng)的瓶頸或者不能接收的性能點(diǎn)，來(lái)獲得系統(tǒng)能提供的最大服務(wù)級(jí)別的測(cè)試。
　　在實(shí)際中作中我們經(jīng)常會(huì)對(duì)兩種類型軟件進(jìn)行測(cè)試：bs和cs，這兩方面的性能指標(biāo)一般需要哪些內(nèi)容呢？
　　Bs結(jié)構(gòu)程序一般會(huì)關(guān)注的通用指標(biāo)如下（簡(jiǎn)）：
　　Web服務(wù)器指標(biāo)指標(biāo)：
　　* Avg Rps: 平均每秒鐘響應(yīng)次數(shù)＝總請(qǐng)求時(shí)間 / 秒數(shù)；
　　* Avg time to last byte per terstion （mstes）:平均每秒業(yè)務(wù)角本的迭代次數(shù) ,有人會(huì)把這兩者混淆；
　　* Successful Rounds：成功的請(qǐng)求；
　　* Failed Rounds ：失敗的請(qǐng)求；
　　* Successful Hits ：成功的點(diǎn)擊次數(shù)；
　　* Failed Hits ：失敗的點(diǎn)擊次數(shù)；
　　* Hits Per Second ：每秒點(diǎn)擊次數(shù)；
　　* Successful Hits Per Second ：每秒成功的點(diǎn)擊次數(shù)；
　　* Failed Hits Per Second ：每秒失敗的點(diǎn)擊次數(shù)；
　　* Attempted Connections ：嘗試鏈接數(shù)；
　　CS結(jié)構(gòu)程序，由于一般軟件后臺(tái)通常為數(shù)據(jù)庫(kù)，所以我們更注重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的測(cè)試指標(biāo)：
　　* User 0 Connections ：用戶連接數(shù)，也就是數(shù)據(jù)庫(kù)的連接數(shù)量；
　　* Number of deadlocks：數(shù)據(jù)庫(kù)死鎖；
　　* Butter Cache hit ：數(shù)據(jù)庫(kù)Cache的命中情況
　　當(dāng)然，在實(shí)際中我們還會(huì)察看多用戶測(cè)試情況下的內(nèi)存，CPU，系統(tǒng)資源調(diào)用情況。這些指標(biāo)其實(shí)是引申出來(lái)性能測(cè)試中的一種：競(jìng)爭(zhēng)測(cè)試。什么是競(jìng)爭(zhēng)測(cè)試，軟件競(jìng)爭(zhēng)使用各種資源（數(shù)據(jù)紀(jì)錄，內(nèi)存等），看他與其他相關(guān)系統(tǒng)對(duì)資源的爭(zhēng)奪能力。
　　我們知道軟件架構(gòu)在實(shí)際測(cè)試中制約著測(cè)試策略和工具的選擇。如何選擇性能測(cè)試策略是我們?cè)趯?shí)際工作中需要了解的。一般軟件可以按照系統(tǒng)架構(gòu)分成幾種類型：
　　c/s
　　client/Server 客戶端/服務(wù)器架構(gòu)
　　基于客戶端/服務(wù)器的三層架構(gòu)
　　基于客戶端/服務(wù)器的分布式架構(gòu)
　　b/s
　　基于瀏覽器/Web服務(wù)器的三層架構(gòu)
　　基于中間件應(yīng)用服務(wù)器的三層架構(gòu)l
　　基于Web服務(wù)器和中間件的多層架構(gòu)l
　　三、性能測(cè)試的步驟
　　在每種不同的系統(tǒng)架構(gòu)的實(shí)施中，開(kāi)發(fā)人員可能選擇不同的實(shí)現(xiàn)方式，造成實(shí)際情況紛繁復(fù)雜。我們不可能對(duì)每種技術(shù)都詳細(xì)解說(shuō)，這里只是介紹一種方法提供給你如何選擇測(cè)試策略，從而幫助分析軟件不同部分的性能指標(biāo)，進(jìn)而分析出整體架構(gòu)的性能指標(biāo)和性能瓶頸。
　　由于工程和項(xiàng)目的不同，所選用的度量,評(píng)估方法也有不同之處。不過(guò)仍然有一些通用的步驟幫助我們完成一個(gè)性能測(cè)試項(xiàng)目。步驟如下
　　1． 制定目標(biāo)和分析系統(tǒng)
　　2． 選擇測(cè)試度量的方法
　　3． 學(xué)習(xí)的相關(guān)技術(shù)和工具
　　4． 制定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
　　5． 設(shè)計(jì)測(cè)試用例
　　6． 運(yùn)行測(cè)試用例
　　7． 分析測(cè)試結(jié)果
　　·制定目標(biāo)和分析系統(tǒng)
　　每一個(gè)性能測(cè)試計(jì)劃中第一步都會(huì)制定目標(biāo)和分析系統(tǒng)構(gòu)成。只有明確目標(biāo)和了解系統(tǒng)構(gòu)成才會(huì)澄清測(cè)試范圍，知道在測(cè)試中要掌握什么樣的技術(shù)。
　　目標(biāo)：
　　1． 確定客戶需求和期望
　　2． 實(shí)際業(yè)務(wù)需求
　　3． 系統(tǒng)需求
　　系統(tǒng)組成
　　系統(tǒng)組成這里包含幾方面含義：系統(tǒng)類別，系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)功能等。了解這些內(nèi)容的本質(zhì)其實(shí)是幫助我們明確測(cè)試的范圍，選者適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。
　　系統(tǒng)類別：分清系統(tǒng)類別是我們掌握什么樣的技術(shù)的前提，掌握相應(yīng)技術(shù)做性能測(cè)試才可能成功。例如：系統(tǒng)類別是bs結(jié)構(gòu),需要掌握 http協(xié)議，java，html等技術(shù) 。或者是cs結(jié)構(gòu)，可能要了解操作系統(tǒng)，winsock，com等。所以甄別系統(tǒng)類別對(duì)于我們來(lái)說(shuō)很重要。
　　系統(tǒng)構(gòu)成：硬件設(shè)置，操作系統(tǒng)設(shè)置是性能測(cè)試的制約條件，一般性能測(cè)試都是利用測(cè)試工具模仿大量的實(shí)際用戶操作，系統(tǒng)在超負(fù)荷情形下運(yùn)作。不同的系統(tǒng)構(gòu)成性能測(cè)試就會(huì)得到不同的結(jié)果。
　　系統(tǒng)功能：系統(tǒng)功能指系統(tǒng)提供的不同子系統(tǒng)，辦公管理系統(tǒng)中的公文子系統(tǒng)，會(huì)議子系統(tǒng)等，系統(tǒng)工能是性能測(cè)試中要模擬的環(huán)節(jié)，了解這些是必要的。
　　·選擇測(cè)試度量的方法
　　經(jīng)過(guò)第一步，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)有清醒的認(rèn)識(shí)。接下來(lái)我們將把精力放在軟件度量上，收集系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
　　度量的相關(guān)方面：
　　* 制定規(guī)范
　　* 制定相關(guān)流程, 角色，職責(zé)
　　* 制定改進(jìn)策略
　　* 制定結(jié)果對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)
　　·學(xué)習(xí)的相關(guān)技術(shù)和工具
　　性能測(cè)試是通過(guò)工具，模擬大量用戶操作，對(duì)系統(tǒng)增加負(fù)載。所以需要掌握一定的工具知識(shí)才能進(jìn)行性能測(cè)試。大家都知道性能測(cè)試工具一般通過(guò)winsock,http等協(xié)議紀(jì)錄用戶操作。而協(xié)議選擇是基于軟件的系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)（web一般選擇http協(xié)議,cs選擇winsock協(xié)議），不同的性能測(cè)試工具，腳本語(yǔ)言也不同，比如rational robot中vu腳本用類c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。
　　開(kāi)展性能測(cè)試需要對(duì)各種性能測(cè)試工具進(jìn)行評(píng)估，因?yàn)槊恳环N性能測(cè)試工具都有自身的特點(diǎn)，只有經(jīng)過(guò)工具評(píng)估，才能選擇符合現(xiàn)有軟件架構(gòu)的性能測(cè)試工具。確定測(cè)試工具后，需要組織測(cè)試人員進(jìn)行工具的學(xué)習(xí)，培訓(xùn)相關(guān)技術(shù)。
　　·制定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
　　任何測(cè)試的目的都是確保軟件符合預(yù)先規(guī)定的目標(biāo)和要求。性能測(cè)試也不例外。所以必須制定一套標(biāo)準(zhǔn)。
　　通常性能測(cè)試有四種模型技術(shù)可用于評(píng)估：
　　*線性投射：用大量的過(guò)去的，擴(kuò)展的或者將來(lái)可能發(fā)生的數(shù)據(jù)組成散布圖，利用這個(gè)圖表不斷和系統(tǒng)的當(dāng)前狀況對(duì)比。
　　*分析模型：用排隊(duì)論公式和算法預(yù)測(cè)響應(yīng)時(shí)間，利用描述工作量的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)本質(zhì)關(guān)聯(lián)起來(lái)
　　*模仿：模仿實(shí)際用戶的使用方法測(cè)試你的系統(tǒng)
　　*基準(zhǔn)：定義測(cè)試和你最初的測(cè)試作為標(biāo)準(zhǔn)，利用它和所有后來(lái)進(jìn)行的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比
　　·設(shè)計(jì)測(cè)試用例
　　設(shè)計(jì)測(cè)試用例是在了解軟件業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上。設(shè)計(jì)測(cè)試用例的原則是受最小的影響提供最多的測(cè)試信息，設(shè)計(jì)測(cè)試用例的目標(biāo)是一次盡可能的包含多個(gè)測(cè)試要素。這些測(cè)試用例必須是測(cè)試工具可以實(shí)現(xiàn)的，不同的測(cè)試場(chǎng)景將測(cè)試不同的功能。因?yàn)樾阅軠y(cè)試不同于平時(shí)的測(cè)試用例，盡可能把性能測(cè)試用例設(shè)計(jì)的復(fù)雜，才有可能發(fā)現(xiàn)軟件的性能瓶頸。
　　·運(yùn)行測(cè)試用例
　　通過(guò)性能測(cè)試工具運(yùn)行測(cè)試用例。同一環(huán)境下作的性能測(cè)試得到的測(cè)試結(jié)果是不準(zhǔn)確的，所以在運(yùn)行這些測(cè)試用例的時(shí)候，需要用不同的測(cè)試環(huán)境，不同的機(jī)器配置上運(yùn)行。
　　·分析測(cè)試結(jié)果
　　運(yùn)行測(cè)試用例后，收集相關(guān)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，找到性能瓶頸。通過(guò)排除誤差和其他因素，讓測(cè)試結(jié)果體現(xiàn)接近真實(shí)情況。不同的體系結(jié)構(gòu)分析測(cè)試結(jié)果的方法也不同，bs結(jié)構(gòu)我們會(huì)分析網(wǎng)絡(luò)帶寬，流量對(duì)用戶操作響應(yīng)的影響，而cs結(jié)構(gòu)我們可能更關(guān)心會(huì)系統(tǒng)整體配置對(duì)用戶操作的影響。
　　四、性能測(cè)試方法
　　對(duì)于企業(yè)應(yīng)用程序，有許多進(jìn)行性能測(cè)試的方法，其中一些方法實(shí)行起來(lái)要比其他方法困難。所要進(jìn)行的性能測(cè)試的類型取決于想要達(dá)到的結(jié)果。例如，對(duì)于可再現(xiàn)性，基準(zhǔn)測(cè)試是最好的方法。而要從當(dāng)前用戶負(fù)載的角度測(cè)試系統(tǒng)的上限，則應(yīng)該使用容量規(guī)劃測(cè)試。本文將介紹幾種設(shè)置和運(yùn)行性能測(cè)試的方法，并討論這些方法的區(qū)別。
　　如果不進(jìn)行合理的規(guī)劃，對(duì)J2EE應(yīng)用程序進(jìn)行性能測(cè)試將會(huì)是一項(xiàng)令人望而生畏且有些混亂的任務(wù)。因?yàn)閷?duì)于任何的軟件開(kāi)發(fā)流程，都必須收集需求、理解業(yè)務(wù)需要，并在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試之前設(shè)計(jì)出正式的進(jìn)度表。性能測(cè)試的需求由業(yè)務(wù)需要驅(qū)動(dòng)，并由一組用例闡明。這些用例可以基于歷史數(shù)據(jù)（例如，服務(wù)器一周的負(fù)載模式）或預(yù)測(cè)的近似值。弄清楚需要測(cè)試的內(nèi)容之后，就需要知道如何進(jìn)行測(cè)試了。
　　在開(kāi)發(fā)階段前期，應(yīng)該使用基準(zhǔn)測(cè)試來(lái)確定應(yīng)用程序中是否出現(xiàn)性能倒退。基準(zhǔn)測(cè)試可以在一個(gè)相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)收集可重復(fù)的結(jié)果。進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試的最好方法是，每次測(cè)試改變一個(gè)且只改變一個(gè)參數(shù)。例如，如果想知道增加JVM內(nèi)存是否會(huì)影響應(yīng)用程序的性能，就逐次遞增JVM內(nèi)存（例如，從1024 MB增至1224 MB，然后是1524 MB，最后是2024 MB），在每個(gè)階段收集結(jié)果和環(huán)境數(shù)據(jù)，記錄信息，然后轉(zhuǎn)到下一階段。這樣在分析測(cè)試結(jié)果時(shí)就有跡可循。下一小節(jié)我將介紹什么是基準(zhǔn)測(cè)試，以及運(yùn)行基準(zhǔn)測(cè)試的最佳參數(shù)。
　　開(kāi)發(fā)階段后期，在應(yīng)用程序中的bug已經(jīng)被解決，應(yīng)用程序達(dá)到一種穩(wěn)定狀態(tài)之后，可以運(yùn)行更為復(fù)雜的測(cè)試，確定系統(tǒng)在不同的負(fù)載模式下的表現(xiàn)。這些測(cè)試被稱為容量規(guī)劃測(cè)試、滲入測(cè)試(soak test)、峰谷測(cè)試(peak-rest test)，它們旨在通過(guò)測(cè)試應(yīng)用程序的可靠性、健壯性和可伸縮性來(lái)測(cè)試接近于現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景。對(duì)于下面的描述應(yīng)該從抽象的意義上理解，因?yàn)槊總�(gè)應(yīng)用程序的使用模式都是不同的。例如，容量規(guī)劃測(cè)試通常都使用較緩慢的ramp-up（下文有定義），但是如果應(yīng)用程序在一天之中的某個(gè)時(shí)段中有快速突發(fā)的流量，那么自然應(yīng)該修改測(cè)試以反映這種情況。但是，要記住，因?yàn)楦�改了測(cè)試參數(shù)（比如ramp-up周期或用戶的考慮時(shí)間(think-time)），測(cè)試的結(jié)果肯定也會(huì)改變。一個(gè)不錯(cuò)的方法是，運(yùn)行一系列的基準(zhǔn)測(cè)試，確立一個(gè)已知的可控環(huán)境，然后再對(duì)變化進(jìn)行比較。
　　基準(zhǔn)測(cè)試
　　基準(zhǔn)測(cè)試的關(guān)鍵是要獲得一致的、可再現(xiàn)的結(jié)果�？稍佻F(xiàn)的結(jié)果有兩個(gè)好處：減少重新運(yùn)行測(cè)試的次數(shù)；對(duì)測(cè)試的產(chǎn)品和產(chǎn)生的數(shù)字更為確信。使用的性能測(cè)試工具可能會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大影響。假定測(cè)試的兩個(gè)指標(biāo)是服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間和吞吐量，它們會(huì)受到服務(wù)器上的負(fù)載的影響。服務(wù)器上的負(fù)載受兩個(gè)因素影響：同時(shí)與服務(wù)器通信的連接（或虛擬用戶）的數(shù)目，以及每個(gè)虛擬用戶請(qǐng)求之間的考慮時(shí)間的長(zhǎng)短。很明顯，與服務(wù)器通信的用戶越多，負(fù)載就越大。同樣，請(qǐng)求之間的考慮時(shí)間越短，負(fù)載也越大。這兩個(gè)因素的不同組合會(huì)產(chǎn)生不同的服務(wù)器負(fù)載等級(jí)。記住，隨著服務(wù)器上負(fù)載的增加，吞吐量會(huì)不斷攀升，直到到達(dá)一個(gè)點(diǎn)。
　　注意，吞吐量以穩(wěn)定的速度增長(zhǎng)，然后在某一個(gè)點(diǎn)上穩(wěn)定下來(lái)。
　　在某一點(diǎn)上，執(zhí)行隊(duì)列開(kāi)始增長(zhǎng)，因?yàn)榉��?wù)器上所有的線程都已投入使用，傳入的請(qǐng)求不再被立即處理，而是放入隊(duì)列中，當(dāng)線程空閑時(shí)再處理。
　　注意，最初的一段時(shí)間，執(zhí)行隊(duì)列的長(zhǎng)度為零，然后就開(kāi)始以穩(wěn)定的速度增長(zhǎng)。這是因?yàn)橄到y(tǒng)中的負(fù)載在穩(wěn)定增長(zhǎng)，雖然最初系統(tǒng)有足夠的空閑線程去處理增加的負(fù)載，最終它還是不能承受，而必須將其排入隊(duì)列。
　　當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到飽和點(diǎn)，服務(wù)器吞吐量保持穩(wěn)定后，就達(dá)到了給定條件下的系統(tǒng)上限。但是，隨著服務(wù)器負(fù)載的繼續(xù)增長(zhǎng)，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間也隨之延長(zhǎng)，雖然吞吐量保持穩(wěn)定。
　　注意，在執(zhí)行隊(duì)列（圖2）開(kāi)始增長(zhǎng)的同時(shí)，響應(yīng)時(shí)間也開(kāi)始以遞增的速度增長(zhǎng)。這是因?yàn)檎?qǐng)求不能被及時(shí)處理。
　　為了獲得真正可再現(xiàn)的結(jié)果，應(yīng)該將系統(tǒng)置于相同的高負(fù)載下。為此，與服務(wù)器通信的虛擬用戶應(yīng)該將請(qǐng)求之間的考慮時(shí)間設(shè)為零。這樣服務(wù)器會(huì)立即超載，并開(kāi)始構(gòu)建執(zhí)行隊(duì)列。如果請(qǐng)求（虛擬用戶）數(shù)保持一致，基準(zhǔn)測(cè)試的結(jié)果應(yīng)該會(huì)非常精確，完全可以再現(xiàn)。
　　您可能要問(wèn)的一個(gè)問(wèn)題是：“如何度量結(jié)果？”對(duì)于一次給定的測(cè)試，應(yīng)該取響應(yīng)時(shí)間和吞吐量的平均值。精確地獲得這些值的唯一方法是一次加載所有的用戶，然后在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)持續(xù)運(yùn)行。這稱為“flat”測(cè)試。
　　與此相對(duì)應(yīng)的是“ramp-up”測(cè)試。
　　ramp-up測(cè)試中的用戶是交錯(cuò)上升的（每幾秒增加一些新用戶）。ramp-up測(cè)試不能產(chǎn)生精確和可重現(xiàn)的平均值，這是因?yàn)橛捎谟脩舻脑黾邮敲看我徊糠�，系統(tǒng)的負(fù)載在不斷地變化。因此，flat運(yùn)行是獲得基準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)的理想模式。
　　這不是在貶低ramp-up測(cè)試的價(jià)值。實(shí)際上，ramp-up測(cè)試對(duì)找出以后要運(yùn)行的flat測(cè)試的范圍非常有用。ramp-up測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)是，可以看出隨著系統(tǒng)負(fù)載的改變，測(cè)量值是如何改變的。然后可以據(jù)此選擇以后要運(yùn)行的flat測(cè)試的范圍。
　　Flat測(cè)試的問(wèn)題是系統(tǒng)會(huì)遇到“波動(dòng)”效果。
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　　注意波動(dòng)的出現(xiàn)，吞吐量不再是平滑的。
　　這在系統(tǒng)的各個(gè)方面都有所體現(xiàn)，包括CPU的使用量。
　　注意，每隔一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)波形。CPU使用量不再是平滑的，而是有了像吞吐量圖那樣的尖峰。
　　此外，執(zhí)行隊(duì)列也承受著不穩(wěn)定的負(fù)載，因此可以看到，隨著系統(tǒng)負(fù)載的增加和減少，執(zhí)行隊(duì)列也在增長(zhǎng)和縮減。
　　注意，每隔一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)波形。執(zhí)行隊(duì)列曲線與上面的CPU使用量圖非常相似。
　　最后，系統(tǒng)中事務(wù)的響應(yīng)時(shí)間也遵循著這個(gè)波動(dòng)模式。
　　注意，每隔一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)波形。事務(wù)的響應(yīng)時(shí)間也與上面的圖類似，只不過(guò)其效果隨著時(shí)間的推移逐漸減弱。
　　當(dāng)測(cè)試中所有的用戶都同時(shí)執(zhí)行幾乎相同的操作時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。這將會(huì)產(chǎn)生非常不可靠和不精確的結(jié)果，所以必須采取一些措施防止這種情況的出現(xiàn)。有兩種方法可以從這種類型的結(jié)果中獲得精確的測(cè)量值。如果測(cè)試可以運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間（有時(shí)是幾個(gè)小時(shí)，取決于用戶的操作持續(xù)的時(shí)間），最后由于隨機(jī)事件的本性使然，服務(wù)器的吞吐量會(huì)被“拉平”�；蛘撸�可以只選取波形中兩個(gè)平息點(diǎn)之間的測(cè)量值。該方法的缺點(diǎn)是可以捕獲數(shù)據(jù)的時(shí)間非常短。
　　性能規(guī)劃測(cè)試
　　對(duì)于性能規(guī)劃類型的測(cè)試來(lái)說(shuō)，其目標(biāo)是找出，在特定的環(huán)境下，給定應(yīng)用程序的性能可以達(dá)到何種程度。此時(shí)可重現(xiàn)性就不如在基準(zhǔn)測(cè)試中那么重要了，因?yàn)闇y(cè)試中通常都會(huì)有隨機(jī)因子。引入隨機(jī)因子的目的是為了盡量模擬具有真實(shí)用戶負(fù)載的現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用程序。通常，具體的目標(biāo)是找出系統(tǒng)在特定的服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間下支持的當(dāng)前用戶的最大數(shù)。例如，您可能想知道：如果要以5秒或更少的響應(yīng)時(shí)間支持8,000個(gè)當(dāng)前用戶，需要多少個(gè)服務(wù)器？要回答這個(gè)問(wèn)題，需要知道系統(tǒng)的更多信息。
　　要確定系統(tǒng)的容量，需要考慮幾個(gè)因素。通常，服務(wù)器的用戶總數(shù)非常大（以十萬(wàn)計(jì)），但是實(shí)際上，這個(gè)數(shù)字并不能說(shuō)明什么。真正需要知道的是，這些用戶中有多少是并發(fā)與服務(wù)器通信的。其次要知道的是，每個(gè)用戶的“考慮時(shí)間”即請(qǐng)求間時(shí)間是多少。這非常重要，因?yàn)榭紤]時(shí)間越短，系統(tǒng)所能支持的并發(fā)用戶越少。例如，如果用戶的考慮時(shí)間是1秒，那么系統(tǒng)可能只能支持?jǐn)?shù)百個(gè)這樣的并發(fā)用戶。但是，如果用戶的考慮時(shí)間是30秒，那么系統(tǒng)則可能支持?jǐn)?shù)萬(wàn)個(gè)這樣的并發(fā)用戶（假定硬件和應(yīng)用程序都是相同的）。在現(xiàn)實(shí)世界中，通常難以確定用戶的確切考慮時(shí)間。還要注意，在現(xiàn)實(shí)世界中，用戶不會(huì)精確地按照間隔時(shí)間發(fā)出請(qǐng)求。
　　于是就引入了隨機(jī)性。如果知道普通用戶的考慮時(shí)間是5秒，誤差為20%，那么在設(shè)計(jì)負(fù)載測(cè)試時(shí)，就要確保請(qǐng)求間的時(shí)間為5×（1 +/- 20%）秒。此外，可以利用“調(diào)步”的理念向負(fù)載場(chǎng)景中引入更多的隨機(jī)性。它是這樣的：在一個(gè)虛擬用戶完成一整套的請(qǐng)求后，該用戶暫停一個(gè)設(shè)定的時(shí)間段，或者一個(gè)小的隨機(jī)時(shí)間段（例如，2×（1 +/- 25%）秒），然后再繼續(xù)執(zhí)行下一套請(qǐng)求。將這兩種隨機(jī)化方法運(yùn)用到測(cè)試中，可以提供更接近于現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景。
　　現(xiàn)在該進(jìn)行實(shí)際的容量規(guī)劃測(cè)試了。接下來(lái)的問(wèn)題是：如何加載用戶以模擬負(fù)載狀態(tài)？最好的方法是模擬高峰時(shí)間用戶與服務(wù)器通信的狀況。這種用戶負(fù)載狀態(tài)是在一段時(shí)間內(nèi)逐步達(dá)到的嗎？如果是，應(yīng)該使用ramp-up類型的測(cè)試，每隔幾秒增加x個(gè)用戶。或者，所有用戶是在一個(gè)非常短的時(shí)間內(nèi)同時(shí)與系統(tǒng)通信？如果是這樣，就應(yīng)該使用flat類型的測(cè)試，將所有的用戶同時(shí)加載到服務(wù)器。兩種不同類型的測(cè)試會(huì)產(chǎn)生沒(méi)有可比性的不同測(cè)試。例如，如果進(jìn)行ramp-up類型的測(cè)試，系統(tǒng)可以以4秒或更短的響應(yīng)時(shí)間支持5,000個(gè)用戶。而執(zhí)行flat測(cè)試，您會(huì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于5,000個(gè)用戶，系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間要大于4秒。這是由于ramp-up測(cè)試固有的不準(zhǔn)確性使其不能顯示系統(tǒng)可以支持的并發(fā)用戶的精確數(shù)字。以門戶應(yīng)用程序?yàn)槔�，隨著門戶規(guī)模的擴(kuò)大和集群規(guī)模的擴(kuò)大，這種不確定性就會(huì)隨之顯現(xiàn)。
　　這不是說(shuō)不應(yīng)該使用ramp-up測(cè)試。對(duì)于系統(tǒng)負(fù)載在一段比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)緩慢增加的情況，ramp-up測(cè)試效果還是不錯(cuò)的。這是因?yàn)橄到y(tǒng)能夠隨著時(shí)間不斷調(diào)整。如果使用快速ramp-up測(cè)試，系統(tǒng)就會(huì)滯后，從而報(bào)告一個(gè)較相同用戶負(fù)載的flat測(cè)試低的響應(yīng)時(shí)間。那么，什么是確定容量的最好方法？結(jié)合兩種負(fù)載類型的優(yōu)點(diǎn)，并運(yùn)行一系列的測(cè)試，就會(huì)產(chǎn)生最好的結(jié)果。例如，首先使用ramp-up測(cè)試確定系統(tǒng)可以支持的用戶范圍。確定了范圍之后，以該范圍內(nèi)不同的并發(fā)用戶負(fù)載進(jìn)行一系列的flat測(cè)試，更精確地確定系統(tǒng)的容量。
　　滲入測(cè)試
　　滲入測(cè)試是一種比較簡(jiǎn)單的性能測(cè)試。滲入測(cè)試所需時(shí)間較長(zhǎng)，它使用固定數(shù)目的并發(fā)用戶測(cè)試系統(tǒng)的總體健壯性。這些測(cè)試將會(huì)通過(guò)內(nèi)存泄漏、增加的垃圾收集(GC)或系統(tǒng)的其他問(wèn)題，顯示因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而出現(xiàn)的任何性能降低。測(cè)試運(yùn)行的時(shí)間越久，您對(duì)系統(tǒng)就越了解。運(yùn)行兩次測(cè)試是一個(gè)好主意——一次使用較低的用戶負(fù)載（要在系統(tǒng)容量之下，以便不會(huì)出現(xiàn)執(zhí)行隊(duì)列），一次使用較高的負(fù)載（以便出現(xiàn)積極的執(zhí)行隊(duì)列）。
　　測(cè)試應(yīng)該運(yùn)行幾天的時(shí)間，以便真正了解應(yīng)用程序的長(zhǎng)期健康狀況。要確保測(cè)試的應(yīng)用程序盡可能接近現(xiàn)實(shí)世界的情況，用戶場(chǎng)景也要逼真（虛擬用戶通過(guò)應(yīng)用程序?qū)Ш降姆绞揭�與現(xiàn)實(shí)世界一致），從而測(cè)試應(yīng)用程序的全部特性。確保運(yùn)行了所有必需的監(jiān)控工具，以便精確地監(jiān)測(cè)并跟蹤問(wèn)題。
　　峰谷測(cè)試
　　峰谷測(cè)試兼有容量規(guī)劃ramp-up類型測(cè)試和滲入測(cè)試的特征。其目標(biāo)是確定從高負(fù)載（例如系統(tǒng)高峰時(shí)間的負(fù)載）恢復(fù)、轉(zhuǎn)為幾乎空閑、然后再攀升到高負(fù)載、再降低的能力。
　　實(shí)現(xiàn)這種測(cè)試的最好方法就是，進(jìn)行一系列的快速ramp-up測(cè)試，繼之以一段時(shí)間的平穩(wěn)狀態(tài)（取決于業(yè)務(wù)需求），然后急劇降低負(fù)載，此時(shí)可以令系統(tǒng)平息一下，然后再進(jìn)行快速的ramp-up；反復(fù)重復(fù)這個(gè)過(guò)程。這樣可以確定以下事項(xiàng)：第二次高峰是否重現(xiàn)第一次的峰值？其后的每次高峰是等于還是大于第一次的峰值？在測(cè)試過(guò)程中，系統(tǒng)是否顯示了內(nèi)存或GC性能降低的有關(guān)跡象？測(cè)試運(yùn)行（不停地重復(fù)“峰值/空閑”周期）的時(shí)間越長(zhǎng)，您對(duì)系統(tǒng)的長(zhǎng)期健康狀況就越了解。
　　結(jié)束語(yǔ)
　　本文介紹了進(jìn)行性能測(cè)試的幾種方法。取決于業(yè)務(wù)需求、開(kāi)發(fā)周期和應(yīng)用程序的生命周期，對(duì)于特定的企業(yè)，某些測(cè)試會(huì)比其他的更適合。但是，對(duì)于任何情況，在決定進(jìn)行某一種測(cè)試前，都應(yīng)該問(wèn)自己一些基本問(wèn)題。這些問(wèn)題的答案將會(huì)決定哪種測(cè)試方法是最好的。
　　這些問(wèn)題包括：
　　結(jié)果的可重復(fù)性需要有多高？
　　測(cè)試需要運(yùn)行和重新運(yùn)行幾次？
　　您處于開(kāi)放周期的哪個(gè)階段？
　　您的業(yè)務(wù)需求是什么？
　　您的用戶需求是什么？
　　您希望生產(chǎn)中的系統(tǒng)在維護(hù)停機(jī)時(shí)間中可以持續(xù)多久？
　　在一個(gè)正常的業(yè)務(wù)日，預(yù)期的用戶負(fù)載是多少？
　　將這些問(wèn)題的答案與上述性能測(cè)試類型相對(duì)照，應(yīng)該就可以制定出測(cè)試應(yīng)用程序的總體性能的完美計(jì)劃。

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