軟件質(zhì)量保證與測(cè)試

5.3系統(tǒng)測(cè)試SoftwareQualityAssuranceandTesting5.3.2系統(tǒng)測(cè)試項(xiàng)目(2)第5章軟件測(cè)試過程性能測(cè)試是通過自動(dòng)化的測(cè)試工具模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。許多軟件都有其特殊的性能或效率目標(biāo)要求，即在一定工作負(fù)荷和資源配置條件下，對(duì)響應(yīng)時(shí)間、處理速度等特性有指標(biāo)要求，例如相應(yīng)時(shí)間不能超過10秒，事務(wù)處理速度要達(dá)到每秒100條等。為驗(yàn)證軟件系統(tǒng)是否能夠達(dá)到這樣的要求，就要進(jìn)行相應(yīng)的性能測(cè)試。目前已有許多性能測(cè)試支持工具。

性能測(cè)試性能測(cè)試應(yīng)進(jìn)行的工作包括性能測(cè)試對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行分析，了解輸入輸出數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)量；分析明確硬件環(huán)境；分析明確網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；確定測(cè)試的范圍和目的；選擇確定測(cè)試方法、進(jìn)行測(cè)試設(shè)計(jì)；進(jìn)行性能測(cè)試工具的選擇；明確測(cè)試啟動(dòng)和退出的條件；執(zhí)行性能測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。影響系統(tǒng)性能的原因包括以下幾類：網(wǎng)絡(luò)狀況硬件設(shè)備資源配備系統(tǒng)配置、應(yīng)用服務(wù)器配置、數(shù)據(jù)庫(kù)配置等數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)訪問實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的程序?qū)崿F(xiàn)過程，如算法等影響系統(tǒng)性能的原因性能測(cè)試的目的性能測(cè)試的目的可以是：評(píng)估系統(tǒng)的能力測(cè)試中得到的負(fù)載和響應(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。識(shí)別體系中的弱點(diǎn)受控的負(fù)載可以被增加到一個(gè)極端的水平，并突破它，從而發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸或薄弱的地方。系統(tǒng)調(diào)優(yōu)重復(fù)運(yùn)行測(cè)試，不斷調(diào)整系統(tǒng)的配置，并爭(zhēng)取達(dá)到最佳狀態(tài)，從而改進(jìn)性能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化。檢測(cè)軟件中的問題長(zhǎng)時(shí)間的執(zhí)行測(cè)試可能導(dǎo)致程序發(fā)生由于內(nèi)存泄露等引起的失敗，從而揭示出程序中的隱含的問題或沖突。驗(yàn)證穩(wěn)定性（resilience）可靠性（reliability）在一定的生產(chǎn)負(fù)荷下執(zhí)行一定的時(shí)間測(cè)試，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)試的目的性能測(cè)試應(yīng)該在系統(tǒng)功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，已完成功能測(cè)試，并相對(duì)穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行。系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)性能問題時(shí)，也可以進(jìn)行性能測(cè)試，以確定性能問題產(chǎn)生的原因。性能測(cè)試的時(shí)機(jī)用戶視角響應(yīng)時(shí)間處理速度系統(tǒng)視角延遲（包括網(wǎng)絡(luò)延遲、數(shù)據(jù)庫(kù)延遲等）系統(tǒng)資源使用狀況開發(fā)者視角代碼實(shí)現(xiàn)的執(zhí)行效率數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的執(zhí)行效率不同視角的系統(tǒng)性能例如，系統(tǒng)管理員可能關(guān)注的性能問題如下：不同視角的系統(tǒng)性能系統(tǒng)管理員關(guān)注的問題軟件性能描述服務(wù)器的資源使用狀況合理嗎資源利用率應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)的資源使用狀況合理嗎資源利用率系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)展系統(tǒng)可擴(kuò)展性系統(tǒng)最多能支持多少用戶的訪問？系統(tǒng)最大的業(yè)務(wù)處理量是多少系統(tǒng)容量系統(tǒng)性能可能的瓶頸在哪里系統(tǒng)可擴(kuò)展性更換哪些設(shè)備能夠提高系統(tǒng)性能系統(tǒng)可擴(kuò)展性系統(tǒng)能否支持7×24小時(shí)的業(yè)務(wù)訪問系統(tǒng)穩(wěn)定性例如，軟件開發(fā)人員可能關(guān)注的性能問題如下：不同視角的系統(tǒng)性能開發(fā)人員關(guān)心的問題問題所屬層次架構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理系統(tǒng)架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是否存在問題數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)代碼是否存在性能方面的問題代碼系統(tǒng)中是否有不合理的內(nèi)存使用方式代碼系統(tǒng)中是否存在不合理的線程同步方式設(shè)計(jì)與代碼系統(tǒng)中是否存在不合理的資源競(jìng)爭(zhēng)設(shè)計(jì)與代碼響應(yīng)時(shí)間（ResponseTime）對(duì)服務(wù)請(qǐng)求作出響應(yīng)所需要的時(shí)間。吞吐量（Throughout）單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)處理的客戶請(qǐng)求的數(shù)量。并發(fā)用戶（ConcurrencyUser）單位時(shí)間內(nèi)，同時(shí)向服務(wù)端發(fā)送請(qǐng)求的客戶數(shù)。資源利用率（ResourceUsage）是指各種系統(tǒng)資源的使用程度。性能測(cè)試中的基本概念ProcessorTime:指服務(wù)器CPU占用率，一般平均達(dá)到70%時(shí)，服務(wù)就接近飽和；MemoryAvailableMbyte:可用內(nèi)存數(shù)，如果測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)存有變化情況也要注意，如果是內(nèi)存泄露則比較嚴(yán)重；PhysicsdiskTime:物理磁盤讀寫時(shí)間情況；性能測(cè)試中的通用指標(biāo)從用戶的角度來說，軟件性能就是軟件對(duì)用戶操作的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)用戶來說，當(dāng)用戶單擊一個(gè)按鈕、發(fā)出一條指令或是在Web頁面上單擊一個(gè)鏈接，從用戶單擊開始到應(yīng)用系統(tǒng)把本次操作的結(jié)果以用戶能察覺的方式展示出來，這個(gè)過程所消耗的時(shí)間就是用戶對(duì)軟件性能的直觀印象。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間=網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間+應(yīng)用程序響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間=(N1+N2+N3+N4)+(A1+A2+A3)響應(yīng)時(shí)間的分解（WEB應(yīng)用）以WEB應(yīng)用為例，對(duì)響應(yīng)時(shí)間的分解如圖所示。

對(duì)于電子商務(wù)網(wǎng)站來說，在美國(guó)和歐洲，一個(gè)普遍被接受的響應(yīng)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)為2/5/10秒。也就是說，在2秒之內(nèi)給客戶響應(yīng)會(huì)被用戶認(rèn)為是“非常有吸引力的”，在5秒之內(nèi)響應(yīng)客戶會(huì)被認(rèn)為是“比較不錯(cuò)的”，而10秒是客戶能接受的等待響應(yīng)的上限，如果超過10秒還沒有得到響應(yīng)，那么大多數(shù)用戶不會(huì)繼續(xù)等待，而是放棄操作。響應(yīng)時(shí)間的合理范圍一般響應(yīng)時(shí)間指完成一些常規(guī)操作如增加、刪除、修改、查詢等需要的響應(yīng)時(shí)間。測(cè)試時(shí)可以選擇一些事務(wù)的實(shí)例來執(zhí)行即可。特殊響應(yīng)時(shí)間指完成一些特殊的操作，需要的響應(yīng)時(shí)間，需要分別定義。測(cè)試時(shí)也需要單獨(dú)設(shè)計(jì)并逐項(xiàng)測(cè)試。響應(yīng)時(shí)間的類型連接時(shí)間：客戶機(jī)和服務(wù)器建立連接的時(shí)間發(fā)送時(shí)間：客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求的時(shí)間處理時(shí)間：服務(wù)器處理客戶機(jī)請(qǐng)求所需要的時(shí)間接收時(shí)間：客戶機(jī)接收服務(wù)器響應(yīng)數(shù)據(jù)的時(shí)間呈現(xiàn)時(shí)間：客戶機(jī)處理接收數(shù)據(jù)并呈現(xiàn)需要的時(shí)間與響應(yīng)時(shí)間有關(guān)的術(shù)語并發(fā)測(cè)試是一種性能測(cè)試，主要測(cè)試當(dāng)有多個(gè)用戶并發(fā)訪問同一個(gè)應(yīng)用、模塊或者數(shù)據(jù)時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生隱藏的并發(fā)問題，如內(nèi)存泄漏、線程鎖、資源爭(zhēng)用問題，幾乎所有的性能測(cè)試都會(huì)涉及并發(fā)測(cè)試。性能測(cè)試的細(xì)分類別除了并發(fā)測(cè)試之外，常見的性能測(cè)試還有：負(fù)載測(cè)試：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，從而可以明確在各種工作負(fù)載下系統(tǒng)的性能，指導(dǎo)系統(tǒng)的部署和應(yīng)用。壓力測(cè)試：測(cè)試系統(tǒng)在當(dāng)前軟硬件環(huán)境下所能承受的最大負(fù)載并幫助找出系統(tǒng)瓶頸所在，以促進(jìn)系統(tǒng)的性能改進(jìn)。性能測(cè)試的細(xì)分類別在性能測(cè)試中，設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)可以重點(diǎn)針對(duì)以下幾點(diǎn)：驗(yàn)證預(yù)期性能指標(biāo)的測(cè)試用例與并發(fā)用戶相關(guān)的測(cè)試用例與強(qiáng)度測(cè)試、大數(shù)據(jù)量測(cè)試有關(guān)的測(cè)試用例網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試用例服務(wù)器性能測(cè)試用例性能測(cè)試用例設(shè)計(jì)性能測(cè)試的流程

性能測(cè)試的目的之一，就是要通過測(cè)試，來發(fā)現(xiàn)性能問題，并進(jìn)行系統(tǒng)性能的優(yōu)化?？梢赃M(jìn)行的優(yōu)化包括：對(duì)應(yīng)用軟件、中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)等的優(yōu)化；一般而言對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)優(yōu)的效果要好于程序調(diào)優(yōu)。對(duì)服務(wù)器系統(tǒng)參數(shù)配置優(yōu)化。升級(jí)客戶端、服務(wù)器硬件、改善網(wǎng)絡(luò)性能或路由等。性能測(cè)試與性能優(yōu)化

在性能測(cè)試中往往要模擬很多個(gè)用戶同時(shí)訪問系統(tǒng)，精確記錄響應(yīng)時(shí)間，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)資源使用情況等，這些工作都很難靠手工來完成，所以性能測(cè)試需要用到多種測(cè)試工具。性能測(cè)試工具性能測(cè)試工具

性能測(cè)試工具要完成的工作可以分為三項(xiàng)：負(fù)載生成、客戶應(yīng)用運(yùn)行和資源監(jiān)控。有的集成測(cè)試工具可以同時(shí)完成上述的多項(xiàng)工作。RationalMICompuwareSegueEmpirixRationalTeamTest