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概述

在性能测试过程中,很重要的一个部分就是评估待测系统在一定压力下的性能表现。比如系统上线后,真实的性能到底如何?两年后系统的使用用户增加后,性能又如何?这些都是性能测试中,项目相关人最关心的问题。

所谓的性能表现,说的更直观一些,其实就是用户体验。用户不会在乎系统的处理能力是多少、吞吐量是多少,他们能够感受到的只是系统能否处理他们的请求、处理的速度有多快。

这里提到的一个关键词是“一定压力”,这个压力指的是系统在预期的线上场景中所承受的压力。只有准确的定义和模拟预期的压力,才有可能获取到实际场景中真实有价值的用户感受,而不是那些只存在理论意义的数据指标。

压力是由用户产生的,那么如何准确的定义和模拟用户的行为,也就成了问题的关键。

以往的性能测试中,用户的具体行为是由性能测试人员敲定的[1] 。性能测试以外的人员,大概只能了解性能测试会模拟多少个用户,针对哪些模块或者功能做测试,更进一步的还会明确虚拟用户的工作量和所需的时间。这些内容一般也就是性能测试方案中所描述的测试场景。

但这些信息仍然无法准确的对压力进行描述。比如同是100个虚拟用户,每个人需要在1小时内完成一定量的工作,如果这些用户在时间分布上是一个接一个的使用系统,那么对服务器来说,可能就和单个用户没有区别。再比如同是100个用户在线,每个人间隔30秒操作一次和间隔60秒操作一次,压力可能就会相差一倍。而这些直接影响到测试结果和有效性的细节,测试执行人以外的人员一般无法了解,有时恐怕性能测试人员自己都不明确,完全靠制作脚本过程中发挥,导致测试过程比较随意,测试结果的有效性也大打折扣。

有可能对测试结果产生影响的因素主要包括:活跃用户数量、用户活跃时间、用户操作频率(思考时间)、用户操作路径、系统访问量随时间分布、各页面访问量(工作量)分布等等。对这些因素考虑的越准确,测试的结果才会越有效。

本文正是试图对上述内容进行标准化的描述,制定一种规范的分析方法。通过此方法,让测试人员更准确的设计测试场景,让其他人员有机会了解到具体的测试过程,并且能对其进行监督和检查。最终达到“不同测试人员应该测出相同的测试结果”这一目的,也就是获得准确有效的性能测试结果。

本方法无法取代数据分析,而是应该作为其的一个应用,可以直观有效的对用户行为以及系统的压力做出描述,测试人员、开发人员、管理者和业务人员等所有项目相关人都会从其中受益。

术语定义

虚拟用户(Vuser)

性能测试中模拟的用户,用户的行为由测试脚本定义。

在线用户(或活跃用户)

一个时间段内,与服务器保持交互的用户,也称为活跃用户。需与论坛或者QQ上常见的“在线人数”定义区分,该类系统的在线用户不一定是活跃用户,在线只是一种状态。但在业务类系统中,一般只考虑活跃用户,可认为与在线用户通用。

相对并发用户

类似活跃用户,表示单位时间段内与服务器保持交互的用户,这些用户在理论上有同一时刻(即绝对并发)进行操作的可能(对这种可能性的度量称为并发度)。相对并发的说法主要是为了区分绝对并发,尽量避免使用“并发”这个容易引起歧义的术语。

绝对并发用户

同一时间点(严格的说是足够短的时间段内)与服务器进行交互的用户,一般通过测试工具提供的并发控制(如LR的集合点)实现。

并发度[2]

在一个时间点上,可能与服务端进行交互的用户的数量,它表达的是“绝对并发”的一种可能性。

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。

活跃时间

用户与服务器进行交互的持续时间。

基础数据

此分析方法依赖于以下基础数据,基础数据的详尽程度将直接决定此模型的有效性和准确性:

● 系统的访问量随时间分布关系。可以直观的观察到使用压力是如何分布在一天(一段时间)之间的,通过此数据来构建性能测试场景。

● 用户的活跃时间(与系统进行交互的时间)。用户的活跃时间是进行系统并发度估算的基础。比如已知系统的使用压力集中在4个小时内(平均分布),此期间访问量为100,用户的平均活跃时间是30分钟,那么并发度估算为100/(4h/30min)≈12.5。

● 用户操作路径。完成一个典型业务可以通过哪些途径?更有效提高测试覆盖率。

● 系统的访问分布。哪些页面是用户经常访问的,用以选取性能测试将覆盖的功能点。也可以通过此数据来对用户的工作量进行估算,这是确定系统压力很重要的一项信息。

● 页面停留时间(请求间隔时间)。属于测试的细节,可以使脚本更加真实的模拟用户操作。

注:此类数据可能需要专门采集才能获取。性能数据的采集参见另一文档《性能数据采集分析系统.docx》。

压力的度量

● TPS:每秒钟(关键)事务数。

● 并发度:单位时间段(一般为用户活跃时间)内,理论上有可能发生绝对并发的用户数。

● 活跃用户数:一段时间内与系统进行交互的用户数量。

● 单位时间工作量:比如一小时或一分钟内完成的工作量。

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     [1]中型规模以下公司此问题可能比较普遍。腾讯、淘宝等互联网领先团队,应该早已走过这一阶段。期待听到领跑者的解决方案:)

[2]参见相关文章:性能测试中“并发度”的意义