軟件測(cè)試工程師如何做好性能測(cè)試？

自上世紀(jì)末Kent Beck提出TDD(Test-Driven Development)開發(fā)理念以來，開發(fā)和測(cè)試的邊界變的越來越模糊，從原本上下游的依賴關(guān)系，逐步演變成你中有我、我中有你的互賴關(guān)系，甚至很多公司設(shè)立了新的QE(Quality Engineer)職位。和傳統(tǒng)的QA(Quality Assurance)不同，QE的主要職責(zé)是通過工程化的手段增加項(xiàng)目質(zhì)量，這些手段包括但不僅限于編寫單元測(cè)試、集成測(cè)試，搭建自動(dòng)化測(cè)試流程，設(shè)計(jì)性能測(cè)試等。可以說，QE身上兼具了QA的質(zhì)量意識(shí)和開發(fā)的工程能力。從這篇開始，我會(huì)從開發(fā)的角度分三期聊聊QE這個(gè)亦測(cè)試亦開發(fā)的角色所需的基本技能。

1 什么是性能測(cè)試?

先來看一下維基百科里對(duì)性能測(cè)試的定義，

In software engineering, performance testing is in general, a testing practice performed to determine how a system performs in terms of responsiveness and stability under a particular workload. - Wikipedia

注意上述定義中有三個(gè)關(guān)鍵詞：

responsiveness，即響應(yīng)時(shí)間，請(qǐng)求發(fā)出去之后，服務(wù)端需要多久才能返回結(jié)果，顯然響應(yīng)時(shí)間越短，性能越好。

stability，即穩(wěn)定性，同樣的請(qǐng)求，不同時(shí)刻發(fā)出去，響應(yīng)時(shí)間差別越小，穩(wěn)定性越好，性能也越好。

workload，即負(fù)載，同一時(shí)刻服務(wù)端收到的請(qǐng)求數(shù)量，其中單位時(shí)間內(nèi)成功處理的請(qǐng)求數(shù)量即吞吐量，吞吐量越大，性能越好。

響應(yīng)時(shí)間和吞吐量是衡量應(yīng)用性能好壞較重要的兩個(gè)指標(biāo)。對(duì)于絕大多數(shù)應(yīng)用，剛開始的時(shí)候，響應(yīng)時(shí)間較短;隨著負(fù)載的增大，吞吐量上升，響應(yīng)時(shí)間也逐漸變長(zhǎng);當(dāng)負(fù)載超過某一個(gè)值之后，響應(yīng)時(shí)間會(huì)突然呈指數(shù)級(jí)放大，同時(shí)吞吐量也應(yīng)聲下跌，應(yīng)用性能急劇下降。

2 性能測(cè)試的目的

了解了應(yīng)用性能變化的普遍規(guī)律，性能測(cè)試的目的也就有了答案：針對(duì)某一應(yīng)用，找出響應(yīng)時(shí)間和吞吐量的量化關(guān)系，找到應(yīng)用性能變化的臨界點(diǎn)。你可能會(huì)問，知道了這些有什么用呢?在我看來，至少有3個(gè)層面的好處：

第一，有的放矢，提高資源利用率。性能測(cè)試的過程就是量化性能的過程，有了各種性能數(shù)據(jù)，你才能對(duì)應(yīng)用性能進(jìn)行定量分析，找到并解決潛在的性能問題，從而提高資源利用率。

第二，科學(xué)的進(jìn)行容量規(guī)劃。找到了應(yīng)用性能變化的臨界點(diǎn)，也就很容易找到單節(jié)點(diǎn)的性能極限，這是進(jìn)行容量規(guī)劃的重要決策依據(jù)。比如某一應(yīng)用在單節(jié)點(diǎn)下的極限吞吐量是2000 QPS，那么面對(duì)10000 QPS的流量，至少需要部署5個(gè)節(jié)點(diǎn)。

第三，改善QoS(Quality of Service)。很多時(shí)候，資源是有限的，面對(duì)超出服務(wù)能力的流量，為了增加QoS，必須做出取舍(比如限流降級(jí)，開關(guān)預(yù)案等)，應(yīng)用性能數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)QoS方案的重要依據(jù)。

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