【软件测试】性能测试基础概念

1.什么是性能测试

1.1 什么是性能测试

性能测试是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。负载测试和压力测试都属于性能测试，两者可以结合进行。

简单来说，就是测试人员借助性能测试工具，模拟系统在不同情况下性能指标是否正常。

通过负载测试，确定在各种工作负载下系统的性能，目标是测试当负载逐渐增加时，系统各项性能指标的变化情况。

压力测试是通过确定一个系统的瓶颈或者不能接受的性能点，来获得系统能提供的最大服务级别的测试。

1.2 性能测试和功能测试的区别

功能测试：只是验证软件的功能是否实现

性能测试：保证软件在极其恶劣的环境能够正常使用

性能测试是在功能测试完成之后执行的。

1.3 哪些因素会影响到软件的性能

硬件方面：服务器CPU，服务器内核，内存，磁盘，网络等
软件方面：编程语言，算法等
用户方面：用户数量，用户操作频率等

衡量软件性能的四个维度：

2.性能测试常见专业术语及衡量指标

用户数

用户数：系统用户数，在线用户数，并发用户数

• 系统用户数：系统数据库中维护的用户数据对应的数量，即该系统的注册用户数
• 在线用户数：登录系统的用户数量
• 业务层面的并发用户数：指的是同时向服务器发送请求的用户数量。
• 后端服务器层面的并发用户数：指的是同时向服务器发送请求的请求数量

响应时间

响应时间：从用户视角来考虑，响应时间反映了完成某个操作所需要的时间，标准定义是，应用系统从发出请求开始，到客户端接收完所有的字节数据所消耗的时间。

响应时间分为：用户响应时间，请求响应时间

• 用户响应时间：用户从发起请求到用户接收到响应花费的时间
  （ N1+A1+N2+A2+N3+A3+N4）
• 请求响应时间：服务器接收到请求到服务器发出响应花费的时间
  （A1+N2+A2+N3+A3）

事务响应时间

事务：这里的一个事务是一个业务度量单位，是指一组密切相关的子操作的组合。比如，一笔电子支付操作，后台处理的时候可能需要经过会员系统，账务系统，支付系统，银行系统等，这就是是一个关于支付事务里面包含的操作。而对于用户，往往也只关注整个支付花费了多长时间。

事务响应时间：每秒完成的事务数，通常指每秒成功的事务数，性能测试中重要的综合性性能指标。

每秒事务通过数（TPS）

TPS 是指每秒系统能够处理的事务数。它是衡量系统处理能力的重要指标。

当压力加大时，TPS曲线如果变化缓慢或者有平坦的趋势，很有可能是服务器开始出现瓶颈了。如果环境没有发生大的变化，对于同一系统会存在一个最大处理事务能力，它并不随着并发用户的增减而改变。

点击率

每秒点击数代表用户每秒向Web 服务器提交的HTTP请求数。点击率越大，服务器压力越大。

这里的点击并不是鼠标的一次点击，一次点击可能有多次HTTP请求。

吞吐量

吞吐量：一次请求，用户和服务器之间数据传输量。
吞吐率：数据传输量 / 时间

这里的吞吐量以单位时间为度量衡量。单位时间内系统处理的客户请求的数量，直接体现软件系统的性能承载能力，一般来说是Requests/second，Pages/Second，Bytes/Second，从业务的角度，也可以用访问人数/天或是处理的业务数/小时来衡量，从网络设置的的角度来说，也可以用字节数/天来衡量。

⭐吞吐率越小证明软件性能越好
⭐吞吐率越大证明软件性能越不好

思考时间

指模拟正式用户在实际操作时的停顿间隔时间，从业务的角度来讲，思考时间指的是用户在进行操作时，每个请求之间的间隔时间。

资源利用率

不同系统资源的使用情况。包含CPU，内存，硬盘，网络等

3.性能测试分类

基准测试

系统的第一个版本，研发团队团队也不清楚系统的性能能达到怎样的水平，这时进行的性能测试，其目标是获得系统标准配置下，有关的性能指标数据，作为将来性能改善的基准，这种测试称之为“性能基准测试“。

性能基准测试是通过性能测试获取系统的性能指标，建立一个性能基准，作为以后性能测试的参考。

系统进行性能基准测试可以在系统开发的较早的阶段发现性能问题

负载测试

让系统背负一定的压力运行一段时间，观察系统是不是存在性能拐点。

压力测试

压力测试，通常指的是后端压力测试，一般采用后端性能测试的方法，不断对系统施加压力，验证系统长期处于临界饱和阶段的稳定性以及性能指标的变化。试图找到系统处于临界状态时的主要瓶颈点。

要更快的找出系统的性能瓶颈，一般会加大负载，甚至将负载一直增加上去，达到极限负载。这时候内存等处于极限状态，测试系统在极限状态下长时间运行是否稳定。确定系统是否稳定的指标包括TPS，RT，CPU Using，Mem Using等。

在不断地加压过程中，一旦系统出现拐点（从量变到质变），系统可能就会出现崩溃，揭露高负载下系统的问题，例如资源竞争、同步问题、内存泄漏等；然后逐渐较少压力，观察瘫痪的系统是否可以自愈。

一图分辨基准测试，负载测试和压力测试

将水装入瓶子：

可靠性测试

将系统持续运行，观察系统性能是否出现异常，验证系统在常规负载模式下长期运行的稳定性。

在一定的软硬件环境下，长时间运行一定的负载，确定系统在满足性能指标的前提下是否运行稳定。与压力测试不同的是系统的负载并不是处于极限的状态下。重点是满足性能要求的情况下，系统的稳定性，比如响应时间，TPS是否稳定。

4.性能测试如何展开

功能测试的展开流程：
性能测试的时候，发现的问题不叫bug，叫性能瓶颈。
性能测试的时候，开发进行修复不叫修复，叫优化。