如何利用性能測試優(yōu)化系統(tǒng)

一、測試方法

測試方法主要通過測試過程中的測試步驟體現(xiàn)出來。測試步驟需根據(jù)每次的測試結(jié)果不斷調(diào)整，一個完善的測試方法需要不斷地進(jìn)行性能測試和性能調(diào)整。在開始性能調(diào)整循環(huán)之前，必須確定以下兩點：一是建立業(yè)務(wù)模型，通過統(tǒng)計或數(shù)學(xué)模型的方法建立起科學(xué)的業(yè)務(wù)模型，如業(yè)務(wù)流程分布比例、平均負(fù)荷、峰值負(fù)載等；二是設(shè)置性能指標(biāo)，作為判斷設(shè)計指標(biāo)和實際性能處理指標(biāo)的基準(zhǔn)值，總體的系統(tǒng)吞吐量、系統(tǒng)的吞吐效率、響應(yīng)時延等都是用于測量性能的常用度量標(biāo)準(zhǔn)。

確定以上兩點后，開始調(diào)整循環(huán)，這是一系列重復(fù)的受控性能試驗。重復(fù)圖1所示的四個調(diào)整循環(huán)階段，直至獲得在開始調(diào)整過程前建立的系統(tǒng)性能目標(biāo)。

二、測試階段

測試階段是調(diào)整循環(huán)操作的起點，此階段是根據(jù)測試的要求進(jìn)行相關(guān)操作，為下一步結(jié)果統(tǒng)計提供相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)。此階段需要注意測試環(huán)境配置、測試用例的操作兩個要點。

1．測試環(huán)境配置

不同的測試環(huán)境會產(chǎn)生不同的測試結(jié)果，因此測試前需要對環(huán)境配置進(jìn)行詳細(xì)的檢查。

（1）檢查網(wǎng)絡(luò)連通性。網(wǎng)絡(luò)暢通是測試能夠正常進(jìn)行的基本前提。

（2）檢查流量模型是否超出系統(tǒng)負(fù)荷。如果將要加的壓力大大超出系統(tǒng)的負(fù)荷，會對系統(tǒng)產(chǎn)生傷害，并可能在測試過程中出現(xiàn)宕機(jī)、告警等異常情況。

（3）檢查被測系統(tǒng)的系統(tǒng)配置。此系統(tǒng)配置包括軟件版本和硬件配置兩個方面，不同的系統(tǒng)配置會產(chǎn)生不同的測試結(jié)果，故測試之前應(yīng)對被測系統(tǒng)的配置進(jìn)行嚴(yán)格核對，檢查是否是測試所需的系統(tǒng)配置。

（4）檢查測試工具的參數(shù)配置。在性能測試中，必須利用測試工具來模擬大業(yè)務(wù)量。對于一個功能相對完善的測試工具，不但能模擬大業(yè)務(wù)量，而且還能夠配置壓力遞增方式、壓力大小、壓力持續(xù)時間等參數(shù)。在測試之前需要根據(jù)測試的需求檢查相應(yīng)參數(shù)配置是否滿足測試要求。

2．測試用例操作

測試過程中，性能測試主要按照測試用例規(guī)定的內(nèi)容去逐步操作。一般來講性能測試用例內(nèi)容大體分成測試環(huán)境配置、預(yù)置條件、測試步驟、預(yù)期結(jié)果、判定原則、測試結(jié)果六個方面。

環(huán)境配置是指按照測試的需求配置測試環(huán)境，包括網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)、系統(tǒng)的參數(shù)配置等；測試預(yù)置條件是指為了真實模擬一些場景，需要在測試之前在系統(tǒng)中預(yù)置一些條件，例如在郵箱系統(tǒng)的性能測試過程中，為了模擬業(yè)務(wù)開展的實際情況測試，需要在郵件系統(tǒng)中預(yù)先存儲一些積壓的郵件；測試步驟是指在環(huán)境配置完成及預(yù)置條件完成后，如何對系統(tǒng)加壓的過程，一般而言，首先確定壓力的生成形式（如階梯型遞增、二次曲線形式遞增等），然后確定壓力遞增的時間，最后要求壓力保持的時間；預(yù)期結(jié)果是指通過理論及經(jīng)驗分析，對實際測試結(jié)果的一個預(yù)期指標(biāo)，此內(nèi)容是檢驗測試結(jié)果的一個依據(jù)；判定原則是制定出一個標(biāo)準(zhǔn)來判斷測試是否滿足要求，此原則的制定很大程度上依據(jù)測試的預(yù)期結(jié)果；測試結(jié)果是根據(jù)實際測試情況及參考預(yù)期結(jié)果和判定原則對測試的一個總體結(jié)論，其結(jié)論包括此項測試是否通過及測試的相應(yīng)指標(biāo)記錄兩個方面。

3．結(jié)果統(tǒng)計

此過程是調(diào)整循環(huán)內(nèi)容中一個承上啟下的環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來源于上一次的測試結(jié)果，并為下一步的數(shù)據(jù)分析提供相關(guān)數(shù)據(jù)。

結(jié)果的統(tǒng)計可以來源于被測系統(tǒng)和測試工具本身兩個方面，在統(tǒng)計過程中不但要考慮到從被測系統(tǒng)中統(tǒng)計數(shù)據(jù)還要兼顧到測試工具本身的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。一般來講，從被測系統(tǒng)可以直接通過系統(tǒng)的日志統(tǒng)計出系統(tǒng)資源消耗（如CPU、內(nèi)存的占用率等）；從測試工具本身可以統(tǒng)計出壓力的大小、業(yè)務(wù)處理時延、業(yè)務(wù)處理成功率等指標(biāo)。結(jié)果統(tǒng)計階段需要將以上兩個方面的數(shù)據(jù)一并統(tǒng)計出來，為下一步數(shù)據(jù)分析提供重要依據(jù)。

4．結(jié)果分析

通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計收集到系統(tǒng)所需的性能數(shù)據(jù)后，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以確定系統(tǒng)瓶頸。在這里，需要明確的是統(tǒng)計到的體現(xiàn)性能數(shù)據(jù)僅具有指示性，它并不一定就可以確定實際的瓶頸在哪里，因為一個性能問題可能由多個原因所致。因此，在結(jié)果分析階段需要從系統(tǒng)的角度去分析并查找原因，千萬不能走入對于一個開發(fā)比較成熟的業(yè)務(wù)系統(tǒng)而言，功能相對已經(jīng)完善，但在大業(yè)務(wù)量的情況下往往會出現(xiàn)各種異常。對此，需通過對系統(tǒng)進(jìn)行配置修改或者產(chǎn)品框架調(diào)整來優(yōu)化系統(tǒng)。  在優(yōu)化系統(tǒng)過程中，最有效的手段就是對系統(tǒng)做性能測試，通過測試結(jié)果的收集分析，不斷進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，最終達(dá)到系統(tǒng)在大業(yè)務(wù)量情況下穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的誤區(qū)。在結(jié)果分析階段應(yīng)該注意到以下幾個方面。

（1）數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的敏感性，能夠主動發(fā)現(xiàn)一些貌似“合理”的數(shù)據(jù)問題。

（2）數(shù)據(jù)分析的系統(tǒng)性，能夠通過測試數(shù)據(jù)的表象，從系統(tǒng)的角度對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)瓶頸。

（3）數(shù)據(jù)合理的疑問性，測試工作的目的就是要發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化系統(tǒng)，所以應(yīng)該抱著對所有數(shù)據(jù)懷疑的態(tài)度去分析測試數(shù)據(jù)，這樣才能做到不遺漏任何的“可疑”數(shù)據(jù)。

（4）結(jié)果分析的分步性，通過測試經(jīng)驗，對于測試結(jié)果分析可以分成六步進(jìn)行，包括觀察、初步假設(shè)、預(yù)測、測試、控制和結(jié)論，結(jié)論由該過程積累的最佳證據(jù)集合所支持的假設(shè)組成。

三、總結(jié)

在循環(huán)調(diào)整的過程中，測試、結(jié)果統(tǒng)計、結(jié)果分析環(huán)節(jié)的最終目的是要對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。因此，系統(tǒng)優(yōu)化的依據(jù)直接來源于對測試結(jié)果的分析。通常來講，對于一個比較成熟的系統(tǒng)，系統(tǒng)的絕大多數(shù)優(yōu)化工作往往是對系統(tǒng)配置的優(yōu)化，只有少部分的優(yōu)化工作是對系統(tǒng)設(shè)計的修改。

通過對結(jié)果的分析，可以大體定位出系統(tǒng)問題出現(xiàn)在哪里，隨后對系統(tǒng)配置進(jìn)行更改及優(yōu)化。此優(yōu)化過程大部分的工作是嘗試性和不間斷性的，需要不斷嘗試配置參數(shù)的改變，然后驗證此配置的修改是否達(dá)到預(yù)期目的。如果沒有達(dá)到預(yù)期目的，需要進(jìn)一步對配置進(jìn)行修改和驗證。根據(jù)以往的測試經(jīng)驗，實現(xiàn)參數(shù)配置更改的最重要規(guī)則是一次僅實現(xiàn)一個配置更改。這主要是由于系統(tǒng)某一個模塊/單元出現(xiàn)問題可能是由多個模塊/單元的瓶頸導(dǎo)致的。因此，分別處理每個問題很重要。如果同時進(jìn)行多個更改，將不可能準(zhǔn)確地評定每次更改的影響。

實現(xiàn)了配置更改后，必須對修改后的系統(tǒng)進(jìn)行測試，確定更改對系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。如果幸運(yùn)，性能提高到預(yù)期的水平，這時便可以退出。如果不是這樣，則必須重新逐步進(jìn)行調(diào)整循環(huán)。

綜合考慮以上的內(nèi)容，一個調(diào)整循環(huán)的流程才算基本完成，根據(jù)調(diào)整的結(jié)果來考慮是否進(jìn)入下一部調(diào)整循環(huán)的階段