如何做好测试？（五）性能测试（Performance Testing, PT）

1. 性能测试的介绍：

性能测试（Performance Testing, PT）,是一种软件测试方法，用于评估系统在不同负载条件下的性能和响应能力。它主要关注系统的吞吐量、响应时间、资源利用率和稳定性等方面，以确定系统是否满足性能需求，并找出性能瓶颈和改进机会。

2. 使用场景：

性能测试适用于以下情况：

• 对于网上购物系统的网页端和移动端，性能测试可以帮助评估系统在并发用户访问、高负载和峰值时的性能表现。
• 它可以确定系统的瓶颈和瓶颈原因，如数据库性能、网络延迟、服务器资源等。
• 性能测试有助于确定系统的可扩展性和稳定性，以确保系统能够在实际使用场景下保持良好的性能。

3. 常见技术和工具：

在进行网上购物系统的性能测试时，可以使用以下常见的技术和工具：

• 负载测试工具：例如Apache JMeter、LoadRunner等，用于模拟并发用户访问和生成负载。
• 性能监测工具：例如New Relic、AppDynamics等，用于监测系统的性能指标和资源利用率。
• 压力测试工具：例如Gatling、Tsung等，用于模拟高负载和峰值条件下的性能测试。
• 性能分析工具：例如VisualVM、Grafana等，用于分析系统的性能瓶颈和优化建议。

4. 常见的性能指标定义：

• 吞吐量（Throughput）： 在单位时间内系统处理的事务数量或请求数量。
• 响应时间（Response Time）： 用户发起请求后系统返回响应所需的时间。
• 并发用户数（Concurrent Users）： 同时访问系统的用户数量。
• 错误率（Error Rate）： 在一定时间内发生的错误请求或事务的百分比。
• 资源利用率（Resource Utilization）： 系统使用的计算资源（如CPU、内存、磁盘）的利用率。
• 负载均衡（Load Balancing）： 在多个服务器上均衡分配负载的能力。

5. 具体实施方法：

以下是性能测试的一般实施方法：

• 需求分析： 确定性能测试的目标、性能需求和业务场景。
• 测试计划： 制定性能测试计划，包括测试范围、测试场景、测试工具等。
• 场景设计： 根据业务场景和用户行为，设计具有代表性的性能测试场景。
• 测试环境准备： 配置适当的测试环境，包括服务器、网络、数据库等。
• 性能测试执行： 使用性能测试工具执行设计的性能测试场景，记录性能指标和监测系统行为。
• 性能分析： 分析性能测试结果，识别性能瓶颈和优化机会。
• 性能优化： 针对发现的性能问题，进行系统调优和性能优化。
• 性能报告： 生成性能测试报告，包括测试结果、性能指标和优化建议等。

6. 针对常见的性能指标设计具体的测试用例并举例说明：

以下是针对常见的性能指标设计的示例性能测试用例：

6.1. 吞吐量（Throughput）测试用例：

测试用例名称：吞吐量测试
测试目标：评估系统在单位时间内处理的事务数量。
测试前提条件：系统已部署并准备好进行性能测试。
测试步骤：

1. 使用负载测试工具模拟指定数量的并发用户访问系统。
2. 记录在不同负载条件下系统处理的事务数量。
3. 计算系统的吞吐量，即每秒处理的事务数量。
   预期结果：系统的吞吐量应符合性能需求，满足业务要求。
   实际结果：系统的吞吐量为每秒处理50个事务。
   结论：系统的吞吐量符合性能需求，能够满足业务要求。

6.2. 响应时间（Response Time）测试用例：

测试用例名称：响应时间测试
测试目标：评估系统返回响应所需的时间。
测试前提条件：系统已部署并准备好进行性能测试。
测试步骤：

1. 使用负载测试工具模拟并发用户对系统发起请求。
2. 记录每个请求的发起时间和系统返回响应的时间。
3. 计算系统的平均响应时间。
   预期结果：系统的响应时间应符合性能需求，保持在可接受的范围内。
   实际结果：系统的平均响应时间为500毫秒。
   结论：系统的响应时间符合性能需求，保持在可接受的范围内。

6.3. 并发用户数（Concurrent Users）测试用例：

测试用例名称：并发用户数测试
测试目标：评估系统能够同时处理的并发用户数量。
测试前提条件：系统已部署并准备好进行性能测试。
测试步骤：

1. 逐步增加并发用户数量，使用负载测试工具模拟用户访问系统。
2. 记录系统在不同并发用户条件下的性能指标，如响应时间、吞吐量等。
3. 达到系统性能瓶颈或负载极限时，确定系统能够处理的最大并发用户数。
   预期结果：系统能够处理的并发用户数量应符合性能需求，满足业务要求。
   实际结果：系统能够处理的最大并发用户数为200。
   结论：系统能够处理的并发用户数量符合性能需求，满足业务要求。

6.4. 错误率（Error Rate）测试用例：

测试用例名称：错误率测试
测试目标：评估系统在一定时间内发生的错误请求或事务的百分比。
测试前提条件：系统已部署并准备好进行性能测试。
测试步骤：

1. 使用负载测试工具模拟用户访问系统，包括正常请求和故障请求。
2. 记录系统在一定时间内的错误请求或事务数量。
3. 计算系统的错误率，即错误请求或事务的百分比。
   预期结果：系统的错误率应符合性能需求，保持在可接受的范围内。
   实际结果：系统的错误率为10%。
   结论：系统的错误率符合性能需求，保持在可接受的范围内。

6.5. 资源利用率（Resource Utilization）测试用例：

测试用例名称：资源利用率测试
测试目标：评估系统在负载条件下所使用的资源利用率。
测试前提条件：系统已部署并准备好进行性能测试。
测试步骤：

1. 监测系统的资源使用情况，包括CPU利用率、内存利用率、磁盘利用率等。
2. 使用负载测试工具模拟用户访问系统，记录系统在不同负载条件下的资源利用率。
3. 分析系统的资源利用率是否在可接受范围内。
   预期结果：系统的资源利用率应符合性能需求，保持在可接受的范围内。
   实际结果：系统的CPU利用率为80%，内存利用率为60%，磁盘利用率为40%。
   结论：系统的资源利用率符合性能需求，保持在可接受的范围内。

6.6. 负载均衡（Load Balancing）测试用例：

测试用例名称：负载均衡测试
测试目标：评估负载均衡器在不同负载条件下是否能够均衡地将请求分发给后端服务器。
测试前提条件：负载均衡器已部署并准备好进行性能测试。
测试步骤：

1. 使用负载测试工具模拟并发用户对系统发起请求。
2. 监测负载均衡器将请求分发给后端服务器的情况，记录每台服务器处理的请求数量。
3. 分析每台服务器的负载情况，评估负载均衡器的性能。
   预期结果：负载均衡器应能够均衡地将请求分发给后端服务器，保持各服务器之间的负载平衡。
   实际结果：负载均衡器成功将请求均衡地分发给后端服务器，各服务器的负载基本平衡。
   结论：负载均衡器的性能符合预期，能够实现负载均衡。