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性能測(cè)試方案設(shè)計(jì)
通過自動(dòng)化的測(cè)試工具模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，這就是性能測(cè)試。下面是性能測(cè)試方案設(shè)計(jì)，為大家提供參考。
一、需求分析
1. 測(cè)試目的
為什么測(cè)？目的在于測(cè)試系統(tǒng)相關(guān)性能能否滿足業(yè)務(wù)需求。通常分以下兩種情況：
1）新項(xiàng)目上線
2）老項(xiàng)目優(yōu)化
如果是老項(xiàng)目優(yōu)化，可考慮是否存有歷史測(cè)試方案，如果有可以參考，或許可以省事很多。
2. 測(cè)試對(duì)象
要測(cè)啥？
測(cè)試對(duì)象可以歸結(jié)為“業(yè)務(wù)功能”。測(cè)試前，需要了解我們需要測(cè)試的業(yè)務(wù)功能（不深入細(xì)節(jié)）有哪些，比如“購買商品”、“寄送快遞”。
有沒有必要測(cè)？
需求來源哪里？，有沒有數(shù)據(jù)支撐測(cè)試這個(gè)需求的必要性？
通常，可以從以下幾個(gè)方面考慮：
1）是否核心功能，是否要求嚴(yán)格的質(zhì)量
2）是否常用、高頻使用的功能
3）可能占用系統(tǒng)較多資源的功能
4）使用人數(shù)多還是少
5）在線人數(shù)多還是少
3. 拆分對(duì)象
先從業(yè)務(wù)上來分，實(shí)現(xiàn)這個(gè)完整的功能包含哪些流程、環(huán)節(jié)
舉例：購買商品
登錄->搜索商品->提交訂單->支付訂單->退出
4. 指標(biāo)分析
分析性能需求指標(biāo)（如“支持300人并發(fā)登錄”）是否合理
有必要測(cè)試這個(gè)需求，考慮需求指標(biāo)是否合理？有沒有數(shù)據(jù)支撐？
通常，支撐數(shù)據(jù)可以從以下方面考慮：
1）采樣時(shí)間段內(nèi)系統(tǒng)使用人數(shù)
2）采樣時(shí)間段內(nèi)系統(tǒng)在線人數(shù)
3）采樣時(shí)間段內(nèi)系統(tǒng)(頁面)訪問量
4）采樣時(shí)間段內(nèi)請(qǐng)求數(shù)
....
常用分析思路：
1）2/8法則
2/8法則：80%的業(yè)務(wù)量在20%的時(shí)間里完成。這里，業(yè)務(wù)量泛指訪問量，請(qǐng)求數(shù)，數(shù)據(jù)量等
2）正態(tài)分布
3）按比例倍增
4）響應(yīng)時(shí)間2-5-8原則
就是說，一般情況下，當(dāng)用戶能夠在2秒以內(nèi)得到響應(yīng)時(shí)，會(huì)感覺系統(tǒng)的響應(yīng)很快；當(dāng)用戶在2-5秒之間得到響應(yīng)時(shí)，會(huì)趕緊系統(tǒng)的響應(yīng)速度還可以；當(dāng)用戶在5-8秒以內(nèi)得到響應(yīng)時(shí)，會(huì)趕緊系統(tǒng)的速度很慢，但是還可以接受；而當(dāng)用戶在超過8秒后仍然無法得到響應(yīng)時(shí)，會(huì)感覺系統(tǒng)糟糕透了，或者認(rèn)為系統(tǒng)已經(jīng)失去響應(yīng)。
注意：這個(gè)要根據(jù)實(shí)際情況，有些情況下時(shí)間長點(diǎn)也是可以接受的，好比12306
舉例：
某公司后臺(tái)監(jiān)控，根據(jù)一段時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)，分析得出日高峰時(shí)段(11:00-14:00)用戶下單請(qǐng)求數(shù)平均為1000，峰值為1500，根據(jù)這個(gè)計(jì)算并發(fā)請(qǐng)求數(shù)
時(shí)段：3個(gè)小時(shí) -> 3 x 60 x 60 = 1080s
業(yè)務(wù)量：1500
吞吐量：1500 * 80% / (1080 * 20%) = 5.56請(qǐng)求數(shù)/s
假設(shè)用戶下單遵循正態(tài)分布，那么并發(fā)請(qǐng)求數(shù)峰值會(huì)肯定大于上述估算的吞吐量
注意:
1、2/8原則計(jì)算的結(jié)果并非在線并發(fā)用戶數(shù)，是系統(tǒng)要達(dá)到的處理能力（吞吐量）
2、如果要求更高系統(tǒng)性能，根據(jù)實(shí)際情況，也可以考慮1/9原則或其它更嚴(yán)格的算法
3、以上估值只是大致的估算，不是精確值
舉例：
想了下，暫時(shí)沒想到啥好的例子，大致就說一些涉及到數(shù)據(jù)量的性能測(cè)試，比如報(bào)表統(tǒng)計(jì)，或者是大數(shù)據(jù)挖掘，查詢等，怎么去估算數(shù)據(jù)量？
數(shù)據(jù)生命周期：
一般來說，數(shù)據(jù)都是有一定的生命周期的，時(shí)間的選取需要結(jié)合數(shù)據(jù)周期考慮。這里假設(shè)3年后系統(tǒng)性能仍然需要滿足業(yè)務(wù)需求。
數(shù)據(jù)增長率：
如果是老項(xiàng)目，可以考慮對(duì)應(yīng)功能主表歷史數(shù)據(jù)存放情況
這里假設(shè)按年統(tǒng)計(jì)，比如第一年 10000，第二年 15000，第三年 20000，第四年25000，那么我們得出，以第一年為基準(zhǔn)，數(shù)據(jù)增長率分別為 0.5，1，1.5，每年在上一年的基礎(chǔ)上，以5000的速度增長
預(yù)估3年后，數(shù)據(jù)增長率為 3，需要測(cè)試數(shù)據(jù)量為 （1+3）x 10000 = 40000
注意：
1、實(shí)際數(shù)據(jù)一般是沒上面舉例那么規(guī)律的，只能大致估算數(shù)據(jù)增長率。
2、一些大數(shù)據(jù)量的性能測(cè)試除了和數(shù)據(jù)量相關(guān)，還涉及到數(shù)據(jù)分布等，比如查詢，構(gòu)造數(shù)據(jù)時(shí)需要結(jié)合實(shí)際，盡量貼近實(shí)際。
3、不同業(yè)務(wù)模塊，涉及表不一樣，數(shù)據(jù)量要求也是不一樣的，需要有區(qū)別的對(duì)待。
如果是新項(xiàng)目，那就比較不確定了，除非能收集相關(guān)數(shù)據(jù)。
二、系統(tǒng)分析
結(jié)合需求分析中第3點(diǎn)，分析系統(tǒng)架構(gòu)。從功能實(shí)現(xiàn)上來看，怎么實(shí)現(xiàn)這個(gè)完整功能的。通常這些業(yè)務(wù)功能操作都對(duì)應(yīng)著一個(gè)或多個(gè)請(qǐng)求(可能能是不同類型的請(qǐng)求，比如http, mysql等)，我們要做的是找出這些：
1）請(qǐng)求順序、請(qǐng)求之間相互調(diào)用關(guān)系
2）數(shù)據(jù)流向，數(shù)據(jù)是怎么走的，經(jīng)過哪些組件、服務(wù)器等
3）預(yù)測(cè)可能存在性能瓶頸的環(huán)節(jié)（組件、服務(wù)器等）
4）明確應(yīng)用類型 IO型，還是CPU消耗性、內(nèi)存消耗型-> 弄清楚重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象
5）關(guān)注應(yīng)用是否采用多進(jìn)程、多線程架構(gòu)-> 多線程容易造成線程死鎖、數(shù)據(jù)庫死鎖，數(shù)據(jù)不一致等
6）是否使用集群/是否使用負(fù)載均衡
了解測(cè)試環(huán)境部署和生產(chǎn)環(huán)境部署差異，是否按1:1的比例部署
通常建議測(cè)試時(shí)先不考慮集群，采用單機(jī)測(cè)試，測(cè)試通過后再考慮使用集群，這樣有個(gè)比較，比較能說明問題
三、業(yè)務(wù)分析
1）明確要測(cè)試的功能業(yè)務(wù)中，功能業(yè)務(wù)占比，重要程度。
目的在于
<1>明確重點(diǎn)測(cè)試對(duì)象，安排測(cè)試優(yōu)先級(jí)
2）明確下“需求分析-指標(biāo)分析”中相關(guān)業(yè)務(wù)功能所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)量問題，因?yàn)槟菈K需求分析時(shí)可能只是大致估算下，評(píng)估指標(biāo)是否合理，需要認(rèn)真再分析下
四、用例設(shè)計(jì)
1）用例設(shè)計(jì)
通常是基于場(chǎng)景的測(cè)試用例設(shè)計(jì)
<1>單業(yè)務(wù)功能場(chǎng)景
運(yùn)行測(cè)試期間，部分虛擬用戶執(zhí)行某種業(yè)務(wù)的某個(gè)環(huán)節(jié)操作，部分虛擬用戶執(zhí)行該業(yè)務(wù)功能的其它環(huán)節(jié)
或者
運(yùn)行測(cè)試期間，部分虛擬用戶執(zhí)行某種業(yè)務(wù)功能，部分虛擬用戶執(zhí)行其它業(yè)務(wù)功能
注：這里用例沒說到多少用戶去跑，跑多久等，這里只是把他當(dāng)作相同場(chǎng)景用例下的的一組組測(cè)試數(shù)據(jù)了。
2）事務(wù)定義
根據(jù)用例合理的定義事務(wù)，方便分析耗時(shí)（特別是混合業(yè)務(wù)功能場(chǎng)景測(cè)試），進(jìn)而方便分析瓶頸。
比如，購買商品，我們可以把下訂單定義為一個(gè)事務(wù)，把支付也定義為一個(gè)事務(wù)。
3）場(chǎng)景監(jiān)控對(duì)象
針對(duì)每條用例，結(jié)合“系統(tǒng)分析”第4）點(diǎn)，明確可能的壓力點(diǎn)（比如數(shù)據(jù)庫、WEB服務(wù)器），需要監(jiān)控的對(duì)象，比如tps，耗時(shí)，CPU，內(nèi)存，I/O等
五、測(cè)試策略
1）先進(jìn)行混合業(yè)務(wù)功能場(chǎng)景的測(cè)試，在考慮進(jìn)行測(cè)試單業(yè)務(wù)功能場(chǎng)景的測(cè)試
2）負(fù)載測(cè)試 -> 壓力測(cè)試-> 穩(wěn)定性測(cè)試-> 強(qiáng)度測(cè)試
注：如果測(cè)試穩(wěn)定性，時(shí)間建議至少8小時(shí)；
3）逐步加壓
比如開始前5分鐘，20個(gè)用戶，然后每隔5分鐘，增加20個(gè)用戶。
好處：不僅比較真實(shí)的模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，而且在性能指標(biāo)比較模糊，且不知道服務(wù)器處理能力的情況下，可以幫我們確定一個(gè)大致基準(zhǔn)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，隨著用戶數(shù)的不斷增加，服務(wù)器壓力也會(huì)隨著增加，如果服務(wù)器不夠強(qiáng)大，那么就會(huì)出現(xiàn)不能及時(shí)處理請(qǐng)求、處理請(qǐng)求失敗的情況下，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行結(jié)果圖形中，運(yùn)行曲線也會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的形態(tài)，比如從原本程一條穩(wěn)定直線的情況，到突然極限下降、開始上下波動(dòng)等，通過分析我們就能得出服務(wù)器大致處理能力，供后續(xù)測(cè)試參考。
4）單點(diǎn)并發(fā)
比如使用集合點(diǎn)，單獨(dú)針對(duì)某個(gè)環(huán)節(jié)的并發(fā)測(cè)試，通常是針對(duì)某個(gè)環(huán)節(jié)的性能調(diào)優(yōu)時(shí)使用。
常識(shí)：
a) 負(fù)載測(cè)試
保證系統(tǒng)能正常運(yùn)行(通常是滿足某些系統(tǒng)性能指標(biāo))的前提下，讓被測(cè)對(duì)象承擔(dān)不同的工作量，以評(píng)估被測(cè)對(duì)象的最大處理能力及存在缺陷而進(jìn)行的測(cè)試
b) 壓力測(cè)試
不保證系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的前提下，讓被測(cè)對(duì)象承擔(dān)不同工作量，以評(píng)估被測(cè)對(duì)象能提供的最大處理能力及存在缺陷而進(jìn)行的測(cè)試
c) 穩(wěn)定性測(cè)試
測(cè)試系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行的能力。同疲勞強(qiáng)度測(cè)試的區(qū)別是，穩(wěn)定性測(cè)試的壓力強(qiáng)度較小，一般趨向于客戶現(xiàn)場(chǎng)日常狀態(tài)下的壓力強(qiáng)度，當(dāng)然在通過時(shí)間不能保證穩(wěn)定性的狀態(tài)下，需要加大壓力強(qiáng)度來測(cè)試，此時(shí)的壓力強(qiáng)度則會(huì)高于正常值。
d) 強(qiáng)度測(cè)試
通常模擬系統(tǒng)在較差、異常資源配置下運(yùn)行，如人為降低系統(tǒng)工作環(huán)境所需要的資源,如網(wǎng)絡(luò)帶寬,系統(tǒng)內(nèi)存,數(shù)據(jù)鎖等等,以評(píng)估被測(cè)對(duì)象在資源不足的情況下的工作狀態(tài)
注：疲勞強(qiáng)度測(cè)試是一類特殊的強(qiáng)度測(cè)試，主要測(cè)試系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行后的性能表現(xiàn)，例如7x24小時(shí)的壓力測(cè)試。
六、工具選取
1）協(xié)議分析
一般性能測(cè)試工具都是基于協(xié)議開發(fā)的，所以先要明確應(yīng)用使用的協(xié)議
2）工具選取
1）類型
開源工具、收費(fèi)工具、自研工具
2）分析工具
<1>理解工具實(shí)現(xiàn)原理
常識(shí)：
1．同步請(qǐng)求：發(fā)出一個(gè)調(diào)用請(qǐng)求，在沒有得到結(jié)果之前，該調(diào)用就不返回。
2.異步請(qǐng)求：發(fā)出一個(gè)調(diào)用請(qǐng)求，在沒有得到請(qǐng)求結(jié)果之前，該調(diào)用可立即返回。該調(diào)用請(qǐng)求的處理者在處理完成后通過狀態(tài)、通知和回調(diào)等來通知調(diào)用者。
<3>使用長連接還是短連接
<2>Web服務(wù)器參數(shù)配置
八、網(wǎng)絡(luò)分析
1）網(wǎng)絡(luò)路由
通常為了排除網(wǎng)絡(luò)型瓶頸，通常建議在局域網(wǎng)下進(jìn)行測(cè)試。
通常，這里我的分析思路是這樣的：
<1>檢查hosts文件的配置
不同DNS，其速度和準(zhǔn)確率是不一樣的，比如114.114.114.114速度遠(yuǎn)比8.8.8.8快，如果有用到DNS（特別是壓測(cè)機(jī)），需要考慮下是否適當(dāng)
<3>確保路由正確設(shè)置
2）網(wǎng)絡(luò)帶寬
如果沒條件在局域網(wǎng)下測(cè)試，可能需要估算所需大致帶寬。
如果測(cè)試時(shí)是基于UI層操作的操作，那么得估算頁面平均大小，這個(gè)可以通過瀏覽器自帶工具查看打開單個(gè)頁面服務(wù)器返回的請(qǐng)求數(shù)據(jù)大小。如果是測(cè)試時(shí)是基于接口層的請(qǐng)求測(cè)試，可以通過工具查看服務(wù)器響應(yīng)數(shù)據(jù)大小。
然后根據(jù)采集的頁面PV峰值、請(qǐng)求數(shù)峰值進(jìn)行計(jì)算。
假設(shè)在 PV峰值、請(qǐng)求數(shù)峰值 = 1000，峰值時(shí)段：8:00 - 12:00，平均頁面、請(qǐng)求大小 200k
帶寬 = 1000 x 80% / (20% x 4 x 3600s) x 200KB x /1024 x 8bit ,單位MBps
注意： 這里涉及到瀏覽器緩存等因素，估值可能不準(zhǔn)，大致估算。
九、硬件配置
1) CPU
型號(hào)，頻率，核數(shù)
2) 內(nèi)存
3) 磁盤
不同磁盤類型，讀寫速率不一樣
4) 網(wǎng)卡
不同網(wǎng)卡，其傳輸速率也不一樣
注意：硬件配置最好和生產(chǎn)環(huán)境的配置保持一致。
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