軟件性能測試研究

王　爽　李瑞路

摘要：隨著當(dāng)夸軟件開發(fā)技術(shù)的發(fā)展與成熟，越來越多復(fù)雜的軟件系統(tǒng)應(yīng)用于人們生活的各個領(lǐng)域，軟件系統(tǒng)運行時的性能表現(xiàn)已經(jīng)成為衡量軟件產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。研究了軟件系統(tǒng)性能測試的整體的流程，并結(jié)合自動化測試工具LoadRunner，對軟件性能測試的相關(guān)信息進行了撂討和分析。

關(guān)鍵詞：軟件測試；性能測試；LoadRunner

中圖分類號：TP306文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198(2009)12-0296-02

1軟件性能測試

根據(jù)測試的目的和內(nèi)容的不同，性能測試主要包括以下方面：

(1)負(fù)載測試：確定在各種工作負(fù)載下系統(tǒng)的性能，目標(biāo)是測試當(dāng)負(fù)載逐漸增加時，系統(tǒng)各項性能指標(biāo)的變化情況。

(2)強度測試：確定在系統(tǒng)資源特別低的條件下軟件系統(tǒng)運行情況。

(3)容量測試：在用戶可接受的響應(yīng)范圍內(nèi)，確定系統(tǒng)可處理同時在線的最大用戶數(shù)。

(4)壓力測試：通過確定一個系統(tǒng)的瓶頸或者最大使用極限的測試。

(5)疲勞強度測試：以系統(tǒng)穩(wěn)定運行情況下能夠支持的最大并發(fā)用戶數(shù)或者日常運行用戶數(shù)，持續(xù)執(zhí)行一段時間業(yè)務(wù)，通過綜合分析交易執(zhí)行指標(biāo)和資源監(jiān)控指標(biāo)來確定系統(tǒng)處理最大工作強度性能的過程。

(6)大數(shù)據(jù)量測試：大數(shù)據(jù)量測試側(cè)重點在于數(shù)據(jù)的量上，包括獨立的數(shù)據(jù)量測試和綜合數(shù)據(jù)量測試。獨立的數(shù)據(jù)量測試針對某些系統(tǒng)存儲，傳輸、統(tǒng)計、查詢等業(yè)務(wù)進行大數(shù)據(jù)量測試，而綜合數(shù)據(jù)量測試一般和壓力性能測試、負(fù)載性能測試、疲勞性能測試相結(jié)合。

2軟件性能測試流程

2.1測試方案設(shè)計

在軟件性能測試的初始階段，首先應(yīng)對業(yè)務(wù)模型和系統(tǒng)架構(gòu)進行調(diào)研，收集測試需求。然后生戚性能測試計劃。業(yè)務(wù)調(diào)研和系統(tǒng)調(diào)研，需要性能測試團隊提前了解被測試項目的業(yè)務(wù)功能和系統(tǒng)架構(gòu)。其間。開發(fā)部門應(yīng)協(xié)助提供被測系統(tǒng)相關(guān)的文檔和說明，如系統(tǒng)總體介紹、系統(tǒng)規(guī)格書、用戶使用手冊、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖和系統(tǒng)配置說明、關(guān)鍵服務(wù)器及應(yīng)用部署與配置等文檔。通過和業(yè)務(wù)部門協(xié)商明確本次測試針對哪些業(yè)務(wù)行為，制定此次測試的目標(biāo)，細(xì)化測試的關(guān)注點和性能指標(biāo)要求。通過以上內(nèi)容制定詳細(xì)的測試方案，并制定詳細(xì)測試計劃和各階段目標(biāo)。

2.2測試環(huán)境的搭建

測試環(huán)境的搭建分為軟硬測試系統(tǒng)的環(huán)境搭建和測試相關(guān)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作。環(huán)境搭建包括被測試系統(tǒng)的硬件環(huán)境建立和軟件應(yīng)用系統(tǒng)建立及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境建立。保障被測試系統(tǒng)的業(yè)務(wù)可用性和功能的正確性，包括測試系統(tǒng)(如被測試項目的操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫、壓力測試控制臺、壓力測試發(fā)起工具等)的環(huán)境搭建、軟件的安裝；測試環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建立(如開放防火墻和網(wǎng)關(guān)等)；最后進行測試環(huán)境可用性驗證。測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)備包括測試應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，即需要按性能測試規(guī)模要求，準(zhǔn)備足夠的、一定規(guī)模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通常采用全量恢復(fù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的方式以達到和生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)一致性的要求。

2.3測試場景開發(fā)

測試場景開發(fā)指測試程序(腳本)的開發(fā)。測試程序(腳本)的開發(fā)是對被測系統(tǒng)的用戶業(yè)務(wù)行為進行模擬、錄制、編程、參數(shù)化、腳本定制和調(diào)式等一系列工作，以使測試程序(腳本)可以真實模擬實際生產(chǎn)中的業(yè)務(wù)交易行為，并通過對程序中參數(shù)的配置實現(xiàn)對并發(fā)數(shù)、思考時間等屬性的準(zhǔn)確控制。

2.4測試執(zhí)行

測試執(zhí)行是在測試方案的制定、測試環(huán)境準(zhǔn)備、測試場景開發(fā)工作正確完成的基礎(chǔ)上進行的。

2.5測試報告和分析

性能測試報告和結(jié)果分析是在測試執(zhí)行完成以后，對性能數(shù)據(jù)進行采集結(jié)果收集工作和針對性能測試過程中暴露的問題進行分析的階段。性能測試報告是對性能測試過程中的監(jiān)控結(jié)果以及報表進行匯總，按照一定的模板整理出的一份結(jié)論性文檔。開發(fā)團隊和性能測試團隊?wèi)?yīng)依據(jù)對性能測試實施過程中監(jiān)控和記錄的數(shù)據(jù)和表格，分析系統(tǒng)中存在的性能問題和程序缺陷。并有針對性的在報告中闡述問題、分析原因、提出解決或優(yōu)化方案。

2.6回歸測試

回歸測試是開發(fā)部門在性能測試報告的基礎(chǔ)上針對軟件的性能或者效率缺陷進行優(yōu)化或者修復(fù)，為了驗證優(yōu)化的效果而進行的再測試。

3軟件性能測試工具LoadRunner

作為軟件質(zhì)量控制中的重要一環(huán)，性能測試已經(jīng)越來越受到軟件開發(fā)商和用戶的重視，成為軟件測試的重中之重。性能測試通常在系統(tǒng)測試階段執(zhí)行，常常與強度測試結(jié)合起來，一般需要使用測試工具。一個優(yōu)秀的軟件測試工具，不僅可以輔助測試工作，滿足科學(xué)測試的基本要求；而且可以自動化測試過程，節(jié)約大量的時間、成本、人員和資源，提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。目前市場上主要使用的測試工具有微軟公司的WAS(Web Application Stress Tool)、Compuware公司的QALoad、RadView公司的WebRunner、HP(Mercury)公司的LoadRunner。下面以LoadRunner為例。介紹軟件測試工具的工作流程。

LoadRunner是一種預(yù)測系統(tǒng)行為和性能的負(fù)載測試工具。通過模擬上千萬用戶實施并發(fā)負(fù)載及實時性能檢測來確認(rèn)和查找問題，能夠?qū)φ麄€企業(yè)架構(gòu)進行測試。通過使用LoadRunner，企業(yè)能夠最大限度的縮短測試時間，優(yōu)化性能和加速應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)布周期。LoadRunner能支持廣泛的協(xié)議和技術(shù)，功能比較強大，可以為特殊環(huán)境提供特殊的解決方案。LoadRunner由下面三部分組成：Virtual UserGenerator用來錄制腳本、編輯腳本Controller用來布置測試場景、執(zhí)行測試場景；Analysis用來對測試結(jié)果進行分析。

用LoadRunner進行負(fù)載測試的流程通常由五個階段組成：計劃、腳本創(chuàng)建、場景定義、場景執(zhí)行、監(jiān)視執(zhí)行和結(jié)果分析。

(1)計劃負(fù)載測試：定義性能測試要求，例如并發(fā)用戶的數(shù)量、典型業(yè)務(wù)流程和所響應(yīng)時間；根據(jù)軟件項目相關(guān)需求，定義相關(guān)測試的細(xì)節(jié)，撰寫性能測試報告。

(2)創(chuàng)建Vuser腳本：將最終用戶活動捕獲到自動腳本中LoadRunner的腳本是C語言代碼，LoadRunner有自己的一整套函數(shù)接口，可以供外部調(diào)用。腳本可分INIT、ACTION、END三部分，其中：INIT部分可以理解為初始部分。ACTION可以理解為事務(wù)部分，也是測試的主體，END是退出結(jié)束。

當(dāng)錄制完一個基本的用戶腳本后，在正式使用前我們還需要完善測試腳本，增強腳本的靈活性。一般情況下，我們通過以下幾種方法來完善測試腳本。插人事務(wù)、插入結(jié)合點、插入注解、參數(shù)化輸入。

(3)定義場景：使用LoadRunner Controller設(shè)置測試環(huán)境；錄制好腳本之后，就可以把腳本加入到場景里面去了，這里首先介紹一下LR的場景類型，LR有2種大的場景類

型。

①Manual Scenario：該項要完全手動的設(shè)置場景，這項下面還可以設(shè)置為每一個腳本分配要運行的虛擬用戶的百分比，可在Controller的Scenario菜單下設(shè)置。

②Goal—Oriented Scenario,如果你的測試計劃是要達到某個性能指標(biāo)，比如：每秒多少點擊。每秒多少transae，tions，能到達多少VU，某個Transaction在某個范圍VU(5D。一1000)內(nèi)的反應(yīng)時間等等，那么就可以使用面向目標(biāo)的場景。

(4)設(shè)置場景：

Design：設(shè)計測試場景的靜態(tài)部分，設(shè)置模擬用戶生成器、模擬用戶數(shù)量、模擬用戶組等。

Run：設(shè)計測試的動態(tài)部分，主要指添加性能計數(shù)器，在腳本運行的過程中可以通過這些計數(shù)器反饋的數(shù)據(jù)。

建立了測試場景后，我們可以對Edit_Schedule進行設(shè)置，設(shè)置測試開始執(zhí)行的時問，對于手動設(shè)計的測試還可以設(shè)定它的持續(xù)時間，以及何時起用或禁止調(diào)用模擬用戶。

(5)運行場景：通過LoadRunner Controller驅(qū)動、管理和監(jiān)控負(fù)載測試。

設(shè)置完畢后，點擊“開始方案”運行場景。在運行過程中，可以監(jiān)視各個服務(wù)器的運行情況(DataBase Server、WebServer等)。監(jiān)視場景通過添加性能計數(shù)器來實現(xiàn)，下列數(shù)據(jù)需要特別關(guān)注：

①Memory：Available Mbytes物理內(nèi)存的可用數(shù)(單位Mbytes)至少要有10％的物理內(nèi)存值。

⑦Processor：Processor Time CPU使用率。這是查看處理器飽和狀況的最佳計數(shù)器。顯示所有CPU的線程處理時間。如果一個或多個處理器的該數(shù)值持續(xù)超過90％，則表示此測試的負(fù)載對于目前的硬件過于沉重。為多處理器服務(wù)器添加該計數(shù)器的O到x個實例。

③Processor Queue Length：是指處理列隊中的線程數(shù)，小于2。處理器瓶頸時會導(dǎo)致該值持續(xù)大于2。

④Context Switches/sec；如果切換次數(shù)到5000*CPU個數(shù)和i0000*CPU個數(shù)中，說明它忙于切換線程。

⑤Network Interface：Bytes Total/sec為發(fā)送和接收字節(jié)的速率，包括幀字符在內(nèi)。判斷網(wǎng)絡(luò)連接速度是否是瓶頸，可以用該計數(shù)器的值和目前網(wǎng)絡(luò)的帶寬比較。

(6)分析結(jié)果：使用LoadRunner Analysis創(chuàng)建圖和報告并評估性能。

LR的報表分析功能也異常強大，有各種各樣的報表，甚至可以將單個報表組合，也可以導(dǎo)出到Excel文件和Ht－ml文件。