谈谈你所理解的性能测试

• 系统开发完毕了，去做一下性能测试吧！
• 系统要验收了，做一下压力测试吧！
  当听到以上的要求后，是否一脸茫然？那么我们该怎样进行一次性能测试呢？

一.性能测试基础

1.为什么进行性能测试？

• 应用程序是否能够很快的响应用户的要求？
• 应用程序是否能处理预期的用户负载并有盈余能力？
• 应用程序是否能处理业务所需要的事务数量？(这里的事务代表一系列紧密的集合，例如你的业务为购物，那么你的事务就包含：登录，选择商品，加入购物车，支付)
• 在预期和非预期的用户负载下，应用程序是否可以稳定执行？
• 是否能确保用户在真正使用软件时获得舒服的体验？

误区：提高一下硬件配置就可以提高软件的性能了，因此性能测试不重要？
答：错误，例如软件本身的问题内存泄露。①内存泄漏就会导致没有使用的内存无法被程序正常释放，很多的内存泄漏最终将造成内存溢出，然后让机器的性能下降 ②数据结构中有很多算法，我们选择一些算法的时候就要考虑它的时间复杂度，空间复杂度，因此算法的好坏，也决定了系统的性能响应时间等等，因此不仅仅提高一下硬件配置就可以提高性能了，要从多个方面去考虑。

2.性能测试关注什么？

• 并发用户数 / 吞吐量
• 平均响应时间
• 服务器资源占用情况
• 可靠性、可扩展性
• 软、硬件配置是否合理（容量规划 / 硬件选型）

3.谁关注性能测试？

（1）开发人员（算法复杂度，内存泄漏，线程安全（高并发场景），资源占用问题）

• 系统架构师：架构设计是否合理？
• 数据库设计：数据库设计是否存在问题？
• 代码：代码是否存在性能问题？系统中是否存在不合理的内存使用方式？
• 设计和代码：系统中是否存在不合理的线程同步方式和不合理的资源竞争情况？

（2）系统管理人员（操作系统、网络、服务器等等）（注重系统稳定性）

• 资源利用率：应用服务器和数据库资源使用状况合理吗？
• 系统容量：系统最多能支持多少并发用户的同时访问？系统最大的业务处理量是多少？
• 系统稳定性：系统是否能支持 7X24 小时的业务访问？
• 系统可扩展性：系统是否能够实现扩展？系统性能可能的瓶颈在哪里？更换哪些设备能够提高系统性能？

（3）用户（注重响应时间）

• 响应时间：过长时间的等待会让使用者烦躁不安

对于一般的 web 网站来说，在欧美国家普遍的标准为原则 3/5/8(2/5/10)：
3 秒钟用户会觉得是一个很好的体验
5 秒钟用户可能会觉得差了一点，还行，比较好
8 秒钟是用户所能承受的最大极限
系统稳定性：出现 HTTP500 错误或数据库崩溃会让用户对系统失去信心

（4）业务人员

• 参数：如何向用户提供参数，例如支持多少用户使用？响应时间是多少？

（5）测试人员

• 以上所有层面都需要关注
• 是否能够发现系统中存在的瓶颈？
• 是否可以真实有效的评估系统

3.什么时候进行性能测试？

• 功能测试中后期（因为功能都没有完成的话，还需要性能测试吗？）
  误区：性能测试在其他测试完成后，测试一下就可以了

开发时就要测试：白盒测试，开发人员关注系统的性能方面
开发完成后测试：黑盒测试，在功能测试中后期进行测试

4.总结
性能测试主要关注：响应时间，可靠性，可扩展性，并发处理的事务数量，负载盈余，软硬件配置，资源的利用率

二.概念和术语介绍

1.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。

系统的性能是一个很大的概念，对一个软件系统而言包括执行效率、资源占用率、稳定性、安全性、兼容性、可扩展性、可靠性等等。

性能测试主要用来保证产品上线或发布后系统的性能满足用户需求，性能测试在软件质量保证中起重要作用。

广义：在同一个时间段内，不同的用户使用系统不同的功能，给系统造成的压力。

狭义：在同一个时间段内，不同的用户使用系统相同的功能，给系统造成的压力（ LR 就是采用这种狭义的概念）。

2.并发数

• 系统用户数：就是该系统的注册用户数。例如，BestTest 论坛里存在 6666个注册用户，他们可以是活跃的，也可以是僵尸的。
• 在线用户数：即当前正在登录系统的用户数。例如，其中有 666 个用户的状态为在线，但在线用户并不一定都会对服务器产生压力，因为有的用户登录后什么都不干。
• 并发用户数：是对服务器产生压力的用户。例如，可能在线的 666 个用户中，有 20% 的用户对服务器产生了压力，这 20% 的用户数就是并发用户数。（同一时间进行不同操作的用户数）

严格意义的并发用户数：同一时间进行同一操作的用户数。

3.响应时间

又叫请求响应时间：TTLB（time to last byte），对请求作出响应所需要的时间。

用户的反应时间+网络传输（请求）时间+服务器处理（一层或多层）的时间+数据库处理（一层或多层）的时间+网络传输（响应）时间+用户反应时间

3.事务响应时间（Transaction Reponse Time）

事务是指一组紧密相关的操作集合。例如一次登录可能包含了多次 HTTP 请求，如：判断用户是否存在？密码是否正确？是否已登录？登录？等多个 HTTP 请求。

4.每秒事务通过数（Transaction Per Second）

TPS 是指系统每秒能够处理的事务数，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。

地铁检票机：
只有十台进站检票的机器，一台机器一秒能进一个人
并发用户数为5，则TPS 为 5 （每秒系统可以处理5个事务）
并发用户数为10，则TPS 为 10 （每秒系统可以处理10个事务）
并发用户数为100，则TPS 任然为 10 （每秒系统可以处理10个事务）

5.点击率（Hit Per Second）
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。

6.吞吐量（Throughput）
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，一般来说吞吐率用 请求数/秒 或是 页面数/秒 来衡量，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，从网络的角度来说，也可以用字节数/天来衡量。

• 吞吐率：单位时间内系统处理的用户的请求数量（单位时间内的吞吐量）
• 吞吐量：一段时间内系统处理的用户的请求数量

7.思考时间（Think Time）
思考时间就是用户进行操作时，每个请求或者操作之间的间隔时间，是为了更加真实地模拟用户的操作场景。

8.资源利用率（=资源实际利用量 / 总的资源量）
不同系统资源的使用情况，例如 CPU, Memory，磁盘，网络。

三.性能测试模型

1）X轴代表并发用户数，Y轴代表资源利用率、吞吐率、响应时间。X轴与Y轴区域从左往右分别是轻压力区、重压力区、拐点区。

2）随着并发用户数的增加，在轻压力区的响应时间变化不大，比较平缓，进入重压力区后呈现增长的趋势，最后进入拐点区后倾斜率增大，响应时间急剧增加。

3）接着看吞吐率，随着并发用户数的增加，吞吐率增加，进入重压力区后逐步平稳，说明系统已经达到了处理极限。

4）同理，随着并发用户数的增加，资源利用率逐步上升，最后达到饱和状态。

5）最后，把所有指标融合到一起来分析，随着并发用户数的增加，吞吐率与资源利用率增加，说明系统在积极处理，所以响应时间增加的并不明显，处于比较好的状态。但随着并发用户数的持续增加，压力也在持续加大，吞吐
率与资源利用率都达到了饱和状态，造成响应时间急剧增长。轻压力区与重压力区的交界点是系统的最佳并发用户数，因为各种资源都得到充分利用，响应也很快，而重压力区与拐点区的交界点就是系统的最大并发用户数，因为超过这个点，系统性能将会急剧下降甚至崩溃。

四.性能测试分类

1.基准测试

有基础的标准，这样能通过对比发现系统的不同点与变化。

应用于以下场景：
1）可以在制定的标准下通过基准测试建立一个性能基准，这样以后当系统的环境、参数发生变化之后，再进行一次相同标准下的测试，即可看出（系统环境、参数）变化对性能的影响。
2）系统进行基准测试可以在较早的阶段发现性能问题。
3）某系统若从来没有进行过任何性能测试，需要对该系统做一次性能评估（基准测试）作为后续开发调优的参考。

2.负载测试（并发测试（针对并发用户数），容量测试（针对数据库的数据量））

①并发测试：可以得到系统可以承受的最大用户数
②容量测试：可以得到数据库的最大容量

负载测试是在被测系统上不断增加压力，直到各项指标达到饱和，例如 “响应时间” 超过预定指标，或者某种资源使用已经达到饱和状态。这种测试方法可以找到系统的处理极限，为系统调优提供数据。

3.压力测试（强度测试）

压力测试就是在系统的拐点（例如：最大用户数，数据库的最大容量）之上进行的一种测试，测试系统是否会出现错误，测试系统运行是否稳定。

压力测试是测试系统在一定的饱和状态下，例如 cpu、内存 等在饱和使用状态下，系统能够处理的会话能力，以及系统是否会出现错误。压力测试与负载测试有些类似，经常把负载测试描述成压力测试的一种场景，例如增加用户数对系统进行压力测试。压力测试的目的是为了揭露高负载下的问题，例如资源竞争、同步问题、内存泄漏等。

• 负载测试和压力测试两者可以结合进行。
• 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。

4.并发测试

并发测试是通过模拟用户的并发访问，测试多用户并发访问同一个应用，同一个模块或者数据记录时，是否存在死锁或者其他性能问题。

5.配置测试

配置测试是通过被测系统的软/硬件环境的调整，了解各种不同环境对系统性能影响的程度，从而找到各项资源的最优分配原则。例如在测试执行时更换、扩充硬件设备，调整网络环境、调整应用服务器和数据库服务器的参数设置，比较每次测试结果，从而确定各个因素对系统性能的影响。

6.可靠性测试（疲劳测试）

可靠性测试是通过给系统加载一定的业务压力（例如资源在70%-90%的使用率）的情况下，让应用系统持续运行一段时间，测试系统在这种条件下是否可以稳定运行。（又叫疲劳测试，运行时间比较长）

7.大数据量测试

主要针对数据库的一种测试。

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