整体性能测试剖析

发表于:2007-4-18 16:27

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 作者:陈卫俊    来源:www.51testing.com

【摘要】性能测试不只是测试人员的事情,只有通过不同阶段不同参与人的通力合作才能把性能测试做好。

【关键词】性能测试性能优化 DBA

随着项目越来越大,性能问题层出不穷。如何做好性能测试成为测试人员经常讨论的话题。很多时候,大家都在疑惑性能测试如何来做,性能标准从那里来,有没有通用的标准,性能测试由谁来做,如何规划。首先我们了解一下,什么是性能测试。性能测试的目的:通过性能测试了解系统的性能有没有满足需求,对于不满足需求的模块则通过测试发现可能的性能瓶颈,并进行相应的性能调优,从而达到最终用户的要求。由于项目巨大,所以性能测试不仅仅是测试人员的事情,可能需要整个项目组的参与,而测试人员则更需要清晰的了解到性能测试分几个阶段,每个阶段如何来做,需要协调那些资源?

在性能测试的每一个阶段,性能测试的参与人是不一样的,下面的图就是不同阶段的人员参与表。

性能测试人员图

从上图中可以看出,其实性能测试不是一个人可以搞定的事情,在需求阶段,制定性能初步的标准则需要需求人员的协助,了解那些场景是重要的,大约有多少人用,有多大数据量;而在设计场景时不仅要从需求中设计出必需要测试的场景,有时候需要通过功能测试人员了解,他们在测试过程中那些场景运行的比较慢。而运行脚本时,则需要SA(System Administrator系统管理员,编者注),程序员帮你增加分析所需要的性能指标,而DBA(DataBase Administrator数据库管理员,编者注)则增加数据库监控的参数。在分析结果的阶段则需要三者相互灵活的配合,当发现性能问题时,可能会根据程序员或DBA的要求,不断的调整监控的参数,以便更精确的定位问题。而在优化阶段,则是找出性能的瓶颈并优化,更需要多方的配合,不仅仅是测试。

在性能测试前期,也就是上图的前三个阶段,重点需要了解,系统有那一些重要的功能模块,大约的用户是多少,用户的行为是如何分布的,每个模块的使用频度,大约的数据量,使用什么样的硬件,系统稳定性的要求等等。当然需求人员不是专业的测试人员,这时专业性能测试人员就是跟据需求人员大致的描述或是文档,提取出这些重要信息,建立系统模型。下面的一份表就是某个大型系统邮件模块的数据模型:

序号

分类

项目

数据

单位

1

统计数据及经验数据

A:总用户数

5,000,000

2

B:激活用户比例,每天访问用户数点总用户数的比例

60%

3

C:每个激活用户邮件数

50

4

D:每个用户每天收到信数

8

5

E:每个用户每天发送信数

6

6

F:系统高峰时间(小时)

4

小时

7

G:高峰时间内收发的邮件数占一天总邮件数

50%

8

H:每个用户每天收发件次数

6

9

J:每封邮件大小平均为(K)

30

Kbyte

10

K1:据统计,使用WEBMAIL的用户数百分比:

70%

11

K2:使用邮件客户端软件的用户数百分比:

28%

12

K3:使用IMAP用户数百分比:

2%

13

L:平均每通过web访问一封信,大约要访问页面数为:

4

14

M:假定每个页面大小约为

30

Kbyte

15

N:通过本系统向外转送百分比

75%

16

O:发送给本系统的邮件百比分

25%

17

Q:系统峰值时CPU利用率

60%

18

19

处理能力计算

POP的处理能力=A*K2*B*D*G/(F*3600)

52.78

封/秒

20

POP流出系统量=(POP的处理能力*J)

1.58

Mbyte/s

21

HTTP的收信件处理能力=A*K1*B*D*G/(F*3600)

83

封/秒

22

HTTP的发信件处理能力=A*K1*B*D*G/(F*3600)

62.5

封/秒

23

HTTP流出系统量(平均页面大小*页面数* HTTP处理能力)

9.96

Mbyte/s

24

HTTP流入系统量(HTTP发信数*J)

1.88

Mbyte/s

25

SMTPIN(从其它系统收到邮件)=A*K2*B*D*G/(F*3600)

52.78

封/秒

26

SMTPCLIENT(客户端发送系统)=A*B*E*G/(F*3600)

104.17

封/秒

27

SMTPOUT(发送到其它系统)=A*B*E*G*N/(F*3600)

78

封/秒

28

SMTP平均发信(SMTPIN+SMTPCLIENT+SMTPOUT)

134

封/秒

29

SMTP流入量=(SMTPIN+SMTPCLIENT)*J

4.68

Mbyte/s

30

SMTP流出量=(SMTPOUT*J)

2.03

Mbyte/s

31

高峰时期邮件平均流入量

6.56

Mbyte/s

32

高峰时期邮件平均流出量

13.57

Mbyte/s

33

高峰时期邮件平均总流量

20.13

Mbyte/s

34

系统带宽要求(流量×8(含协议数据))

160

Mbit/s

35

 

 

 

 

36

并发数计算

POP高峰并发数目=A*K2 * B*H*G/(F*3600) 次/秒

39.58

次/秒

37

SMTP高峰并发数目=A*B*(D+E)*G/(F*3600) 次/秒

183.06

次/秒

38

HTTP高峰并发数目=A*B* (D+E)*K*L*G*O/(F*3600)次/秒

145

次/秒

39

IMAP高峰并发数目=A*D*K3*B*I*G/(F*3600)次/秒

0.35

次/秒

某模块数据模型图

上表中可以分析出此邮件系统中最主要的应用是webmail,smtp,pop,其中webmail方式大约为活跃用户的70%,而其它方式则占30%,同时它还给出了平时的参数指标,与峰值的时间与指标。这样你后面的场景设计则重点会很清楚,三种方式是测试的重点,用户的分布也很清晰。从上表中还可以看出,此场景的需求人员做了大量的细致的性能分析工作,在国内这样专业的需求人员不是很多,有时候只能靠性能测试人员不断的沟通来获得必要的性能信息,同时在这个阶段也最好与有经验的架构师多沟通,了解系统可能存在的性能瓶颈,以便使自己设计的场景更有针对性。

场景设计完成之后就进入了脚本的编写,在这个阶段,主要是性能测试人员的程序能力。在这一方面,测试工具是比较多的,我所熟知的就有ACT,WAS,LoadRunner等工具。从原理看,其实都是一样的,不过如果是测试复合协议的应用,LoadRunner 则是首选,特别是在几个协议同时使用的应用,比如类似于QQ这样的应用可能会用到多个协议来进行录制。其实在录制脚本的第三个阶段也是需要跟程序员配合的,比如在录制web应用程序中,对session,cookie的处理,对业务上一些请求的处理,这些都需要程序员协助,同时他们也能够帮你确认某一阶段,用什么样的技术,选什么样的协议,从而帮助你更好的编写模拟应用场景的脚本,在这里测试人员经常会认为只要掌握了工具就行了,其实在这里需要很好的编程功底,希望大家多多关注这些脚本的编程,而不是用一两个工具。

脚本的运行与监控,还有分析结果也是重中之重,在运行时,可能会跟据不同的应用选择监控的参数,比如在程序运行中,是否有大量的IO读写,网络交互,或是线程切换,在数据库,是不是有大量的逻辑读写的操作,或是执行频度特别高的SQL执行,这些有可能你是了解的,但是如果身边有DBA的专家,与架构师,他们会更了解应用程序的性能瓶颈,会需要一些有效的监控指标,这时你在选择性能监控指标时,要多听他们的意见。特别是发现性能问题时,可能需要程序员与DBA参与进来时,再次运行场景时,更需要增加一些他们认为可能出问题的监控指标。当然作为测试人员也要了解,这些指标的异常,可能是由于应用程序那一方面不合理的,为研发提出合理的意见。

发现问题后就是tuning ,这也是性能测试最终的目的,发现性能问题,并进行解决。前面的几个阶段,可能是只定性的发现问题,而如可精准的发现问题,则需要扎实的编程功底。对于代码的tuning有如下原则,发现占用时间最长的函数,而不是优化性能不合理的函数。在对代码的tuning中,你可以借助代码分析工具,下面就是IBM-Quantify执行后的图:

Purify的分析图

可能大家使用这个工具时会觉的晕,其实我第一次用时也晕的N次,其实用多了很简单的,工具都是相通的,在这里只要把握程序的脉络,就好像庖丁解牛,最主要是关注程序占用时间最长的函数和调用次数最多的函数,只有对这样的函数进行优化才能事半功倍,而一些程序员往往喜欢优化算法不合理的函数,费了九牛二虎之力,却发现效果并不是很好。在这一阶段经常会碰到以下一些情况:

  • 程序调用数据库接口函数时发现时间过长;
  • 初始化一些事务的次数过多;
  • 某一些函数调用次数过多;
  • 有一些不应当出现的异常函数出现。

对于上面的第一种情况,一般是数据库可能是某一些SQL的效率不高,你可以与有经验的DBA把这段应用的SQL取出来,进行分析,确认一下是不是数据库的问题。其实在优化的过程中,数据库的优化是最简单的,不需要修改任何程序,而且效果往往是最好的。第二种情况,一般最大的可能是程序员把事务写在了循环的里面,造成了N多次的重复对事务的构建,众所周知分布式事务的构建是最消耗性能的,所以一般不要放在循环的里面。对于第三种情况可能性就更多了,调用次数多不代表错误,但如果性能因此大受影响,则是不被提倡的。第四种情况,就可能是一些什么不合理的异常出现所导致的,可能就是缺陷。在这个阶段由于要阅读成千上万的代码,即使你的能力超强,也是不可能完全了解了,所以当发现可疑的代码时,应与当事人一起去剖析这段代码,要耐心的分析每一种可能。有时候,这个活比技术还难做,如何在不伤到别人情感的情况下给别人指出错误,这可是测试人员最大的挑战,从技术上,到人的心理都要有所把握。虽然这一阶段难度比较高,但看到产品经过自己的努力,越来越快时,你会感到无限的成就感。

最后只想再说一下,性能测试是一个团队的事情,不是某一种角色可以完全承担的,测试人员在每一个阶段要善于借用团队的力量,协调着做,同时也要不断提升自己的技术,只有不断的努力,帮助研发成功,才能得到在大家的尊重。

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精彩评论

  • zhangyong
    2007-12-21 14:29:13

    不错的剖析

  • fangfang0717
    2007-11-20 17:11:13

    剖析的不错,学习ING~

  • superstar
    2007-11-15 10:30:15

    谢谢楼主的剖析,学到好多东东.

  • alva
    2007-8-17 13:56:15

    很好的.学习!

  • ∮随风而去~
    2007-5-31 11:17:38

    剖析的不错,学习ING~

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