Tutorial de pruebas de rendimiento

¿Qué son las pruebas de rendimiento?

Test de rendimiento es un proceso de prueba de software que se utiliza para probar la velocidad, el tiempo de respuesta, la estabilidad, la confiabilidad, la escalabilidad y el uso de recursos de una aplicación de software bajo una carga de trabajo particular. El objetivo principal de las pruebas de rendimiento es identificar y eliminar los cuellos de botella en el rendimiento de la aplicación de software. Es un subconjunto de la ingeniería de rendimiento y también se conoce como "Pruebas de rendimiento".

El objetivo de las pruebas de rendimiento es comprobar lo siguiente:

• Speed (Rapidez) – Determina si la aplicación responde rápidamente
• Escalabilidad organizacional – Determina la carga máxima de usuarios que puede soportar la aplicación de software.
• Estabilidad – Determina si la aplicación es estable bajo cargas variables

¿Por qué son importantes las pruebas de rendimiento?

Las características y funcionalidades que ofrece un sistema de software no son lo único importante. El rendimiento de una aplicación, como su tiempo de respuesta, fiabilidad, consumo de recursos y escalabilidad, también es crucial. El objetivo de las pruebas de rendimiento no es encontrar errores, sino eliminar los cuellos de botella.

Las pruebas de rendimiento se realizan para proporcionar a las partes interesadas información sobre la velocidad, la estabilidad y la escalabilidad de su aplicación. Más importante aún, estas pruebas permiten identificar las áreas de mejora antes del lanzamiento del producto. Sin ellas, es probable que el software presente problemas como lentitud al ser utilizado simultáneamente por varios usuarios, inconsistencias entre diferentes sistemas operativos y una usabilidad deficiente.

Las pruebas de rendimiento determinan si el software cumple con los requisitos de velocidad, escalabilidad y estabilidad bajo las cargas de trabajo previstas. Las aplicaciones que se lanzan al mercado con métricas de rendimiento deficientes debido a pruebas de rendimiento inexistentes o deficientes tienen probabilidades de adquirir una mala reputación y no alcanzar los objetivos de ventas previstos.

También, aplicaciones de misión crítica como los programas de lanzamiento espacial o los equipos médicos que salvan vidas deben someterse a pruebas de rendimiento para garantizar que funcionen durante un largo período sin desviaciones.

Según Dunn & Bradstreet, el 59 % de las empresas de Fortune 500 experimentan aproximadamente 1.6 horas de inactividad cada semana. Si se tiene en cuenta que la empresa promedio de Fortune 500 con un mínimo de 10,000 56 empleados paga 896,000 dólares por hora, la parte laboral de los costos de inactividad para una organización de este tipo ascendería a 46 XNUMX dólares semanales, lo que se traduce en más de XNUMX millones de dólares al año.

Sólo un 5 minutos de inactividad Se estima que Google.com (19 de agosto de 13) le costará al gigante de las búsquedas tanto como $ 545,000.

Se estima que las empresas perdieron ventas por valor de $ 1100 por segundo debido a una reciente Amazon Interrupción del servicio web.

Por tanto, las pruebas de rendimiento son importantes. Para ayudarle con este proceso, consulte esta lista de herramientas de prueba de rendimiento.

Tipos de pruebas de rendimiento

Existen principalmente seis tipos de pruebas de rendimiento en las pruebas de software, que se explican a continuación.

• Prueba de carga - Comprueba la capacidad de la aplicación para funcionar bajo cargas de usuario anticipadas. El objetivo es identificar cuellos de botella en el rendimiento antes de que la aplicación de software entre en funcionamiento.
• Prueba de esfuerzo – Implica probar una aplicación bajo cargas de trabajo extremas para ver cómo maneja el alto tráfico o el procesamiento de datos. El objetivo es identificar el punto de ruptura de una aplicación.
• Pruebas de resistencia – Se realiza para asegurar que el software pueda soportar la carga prevista durante un período prolongado. Ayuda a detectar problemas como fugas de memoria y agotamiento de recursos que solo se manifiestan durante un funcionamiento continuo.
• Prueba de picos – Se prueba la reacción del software ante picos repentinos y significativos en la carga generada por los usuarios. A diferencia de las pruebas de estrés, las pruebas de picos se centran específicamente en cómo el sistema gestiona y se recupera de aumentos de tráfico bruscos y de corta duración.
• Pruebas de volumen – Consiste en poblar una base de datos con un gran volumen de datos y monitorizar el comportamiento general del sistema de software. El objetivo es comprobar el rendimiento de la aplicación de software con diferentes volúmenes de base de datos.
• Pruebas de escalabilidad – Determina la eficacia de la aplicación de software para escalar y soportar un aumento en la carga de usuarios. Ayuda a planificar la ampliación de la capacidad de su sistema de software.

Problemas comunes de rendimiento

La mayoría de los problemas de rendimiento giran en torno a la velocidad, el tiempo de respuesta, el tiempo de carga y la escasa escalabilidad. La velocidad suele ser uno de los atributos más importantes de una aplicación. Una aplicación lenta perderá usuarios potenciales. Las pruebas de rendimiento garantizan que una aplicación funcione lo suficientemente rápido como para mantener la atención e interés del usuario. A continuación, se presentan algunos problemas de rendimiento comunes en los que la velocidad es un factor recurrente:

• Tiempo de carga prolongado – El tiempo de carga es normalmente el tiempo inicial que tarda una aplicación en iniciarse. Generalmente, este tiempo debe reducirse al mínimo. Si bien algunas aplicaciones no pueden cargarse en menos de un minuto, el tiempo de carga debe ser inferior a unos pocos segundos, si es posible.
• Mal tiempo de respuesta – El tiempo de respuesta es el tiempo que transcurre desde que un usuario introduce datos en la aplicación hasta que esta devuelve una respuesta. Generalmente, este tiempo debe ser muy rápido. Si un usuario tiene que esperar demasiado, pierde el interés.
• Poca escalabilidad – Un producto de software adolece de una escalabilidad deficiente cuando no puede manejar el número esperado de usuarios o cuando no se adapta a una gama suficientemente amplia de usuarios. Prueba de carga Se debe hacer para estar seguro de que la aplicación puede manejar la cantidad anticipada de usuarios.
• Cuellos de botella – Los cuellos de botella son obstrucciones en un sistema que degradan su rendimiento general. Un cuello de botella se produce cuando errores de codificación o problemas de hardware provocan una disminución del rendimiento bajo ciertas cargas. A menudo, un cuello de botella es causado por una sección de código defectuosa. La clave para solucionar un problema de cuello de botella es encontrar la sección de código que causa la ralentización e intentar corregirla allí. Los cuellos de botella generalmente se solucionan corrigiendo procesos que funcionan mal o añadiendo hardware adicional. cuellos de botella de rendimiento comunes son:
  • Utilización de la CPU
  • Utilización de la memoria
  • Utilización de la red
  • OperaLimitaciones del sistema
  • Uso del disco

Cómo hacer pruebas de rendimiento

La metodología adoptada para las pruebas de desempeño puede variar ampliamente, pero el objetivo de las pruebas de desempeño sigue siendo el mismo. Puede ayudar a demostrar que su sistema de software cumple con ciertos criterios de rendimiento predefinidos. O puede ayudar a comparar el rendimiento de dos sistemas de software. También puede ayudar a identificar partes de su sistema de software que degradan su rendimiento.

A continuación se describe un proceso genérico sobre cómo realizar pruebas de rendimiento.

Paso 1) Identifique su entorno de prueba

Conozca su entorno físico de pruebas, su entorno de producción y las herramientas de prueba disponibles. Antes de comenzar las pruebas, comprenda los detalles del hardware, el software y las configuraciones de red que se utilizarán. Esto ayudará a los evaluadores a crear pruebas más eficientes y a identificar posibles dificultades durante las pruebas de rendimiento.

Paso 2) Identificar los criterios de aceptación del desempeño

Esto incluye objetivos y limitaciones en cuanto a rendimiento, tiempos de respuesta y asignación de recursos. También es necesario identificar criterios de éxito del proyecto más allá de estos objetivos y limitaciones. Los evaluadores deben tener la autonomía para establecer criterios y objetivos de rendimiento, ya que a menudo las especificaciones del proyecto no incluyen una variedad suficientemente amplia de parámetros de referencia. En ocasiones, puede que no haya ninguno. Siempre que sea posible, encontrar una aplicación similar con la que comparar es una buena manera de establecer objetivos de rendimiento.

Paso 3) Planificar y diseñar pruebas de rendimiento

Determinar cómo es probable que varíe el uso entre los usuarios finales e identificar los escenarios clave para probar todos los casos de uso posibles. Es necesario simular una variedad de usuarios finales, planificar los datos de las pruebas de rendimiento y definir las métricas que se recopilarán.

Paso 4) Configurar el entorno de prueba

Prepara el entorno de pruebas antes de la ejecución. Además, organiza las herramientas y demás recursos. Simula el entorno de producción lo más fielmente posible para garantizar que los resultados de las pruebas sean realistas y útiles.

Paso 5) Implementar el diseño de prueba

Cree las pruebas de rendimiento de acuerdo con su diseño de prueba.

Paso 6) Ejecute las pruebas

Ejecutar y monitorear las pruebas.

Paso 7) Analizar, ajustar y volver a probar.

Consolida, analiza y comparte los resultados de las pruebas. Luego, ajusta y vuelve a probar para ver si hay una mejora o un empeoramiento del rendimiento. Dado que las mejoras suelen disminuir con cada nueva prueba, detente cuando el cuello de botella se deba a la CPU. En ese caso, quizás debas considerar la opción de aumentar la potencia de la CPU.

Métricas de prueba de rendimiento: parámetros monitoreados

Los parámetros básicos monitoreados durante las pruebas de rendimiento incluyen:

• Uso del procesador – la cantidad de tiempo que el procesador dedica a ejecutar subprocesos que no están inactivos.
• Uso de memoria - la cantidad de memoria física disponible para los procesos en una computadora.
• Tiempo de disco – el tiempo que el disco está ocupado ejecutando una solicitud de lectura o escritura.
• Banda ancha - Muestra los bits por segundo utilizados por una interfaz de red.
• Bytes privados – La cantidad de bytes que un proceso ha asignado y que no pueden ser compartidos con otros procesos. Estos datos se utilizan para medir las fugas de memoria y su uso.
• Memoria comprometida – la cantidad de memoria virtual utilizada.
• Páginas de memoria/segundo – El número de páginas escritas o leídas del disco para resolver fallos de página graves. Los fallos de página graves se producen cuando se llama a código que no pertenece al conjunto de trabajo actual desde otro lugar y se recupera del disco.
• Errores de página/segundo – La tasa general a la que el procesador procesa las páginas de errores. Esto ocurre cuando un proceso requiere código de fuera de su conjunto de trabajo.
• Interrupciones de CPU por segundo – el número promedio de interrupciones de hardware que un procesador recibe y procesa cada segundo.
• Longitud de la cola de disco – El número promedio de solicitudes de lectura y escritura en cola para el disco seleccionado durante un intervalo de muestreo.
• Longitud de la cola de salida de la red – La longitud de la cola de paquetes de salida en paquetes. Cualquier valor superior a dos indica un retraso, y es necesario evitar el cuello de botella.
• Total de bytes de red por segundo – la velocidad a la que se envían y reciben bytes en la interfaz, incluidos los caracteres de trama.
• Tiempo de respuesta - el tiempo que transcurre desde que un usuario introduce una solicitud hasta que se recibe el primer carácter de la respuesta.
• Rendimiento – la velocidad a la que un ordenador o red recibe solicitudes por segundo.
• Cantidad de agrupación de conexiones – el número de solicitudes de usuarios que satisfacen las conexiones agrupadas. Cuantas más solicitudes cumplan las conexiones en el grupo, mejor será el rendimiento.
• Sesiones activas máximas – el número máximo de sesiones que pueden estar activas a la vez.
• Proporciones de aciertos – Esto se relaciona con el número de SQL declaraciones que se manejan mediante datos almacenados en caché en lugar de costosas operaciones de E/S. Este es un buen punto de partida para resolver problemas de cuellos de botella.
• Golpes por segundo – El número de accesos a un servidor web durante cada segundo de una prueba de carga.
• Segmento de retroceso – la cantidad de datos que se pueden revertir en cualquier momento.
• Bloqueos de base de datos – El bloqueo de tablas y bases de datos debe ser monitoreado y ajustado cuidadosamente.
• Las mejores esperas – Se realiza un seguimiento para determinar qué tiempos de espera se pueden reducir al gestionar la velocidad de recuperación de datos de la memoria.
• Número de hilos – El estado de una aplicación se puede medir por la cantidad de subprocesos que se están ejecutando y que están activos en ese momento.
• Recolección de basura - Implica devolver al sistema la memoria no utilizada. Es necesario supervisar la eficiencia de la recolección de basura.

Ejemplo de casos de prueba de pruebas de rendimiento

A continuación se muestran ejemplos de casos de prueba para evaluar el rendimiento:

• Caso de prueba 01: Verifique que el tiempo de respuesta no sea superior a 4 segundos cuando 1000 usuarios accedan al sitio web simultáneamente.
• Caso de prueba 02: Verifique que el tiempo de respuesta de la aplicación bajo carga se encuentre dentro de un rango aceptable cuando la conectividad de red sea lenta.
• Caso de prueba 03: Verifique la cantidad máxima de usuarios que la aplicación puede manejar antes de que falle.
• Caso de prueba 04: Verifique el tiempo de ejecución de la base de datos cuando se leen/escriben 500 registros simultáneamente.
• Caso de prueba 05: Compruebe el uso de la CPU y la memoria de la aplicación y del servidor de base de datos en condiciones de carga máxima.
• Caso de prueba 06: Verifique el tiempo de respuesta de la aplicación en condiciones de carga baja, normal, moderada y pesada.

Durante la ejecución de la prueba de rendimiento real, los términos vagos como rango aceptable, carga pesada, etc. se reemplazan por números concretos. Los ingenieros de rendimiento establecen estos números según los requisitos comerciales y el panorama técnico de la aplicación.

Mejores prácticas de pruebas de rendimiento

Seguir las mejores prácticas establecidas garantiza que las pruebas de rendimiento ofrezcan resultados fiables. Estas directrices ayudan a los equipos a evitar errores comunes.

• Reflejar el entorno de producción – Configure su entorno de pruebas para que refleje el entorno de producción con la mayor precisión posible. Las diferencias en las versiones de hardware o software pueden generar resultados engañosos.
• Diseñar escenarios de prueba realistas – Cree casos de prueba que simulen el comportamiento real del usuario, incluidos los tiempos de espera y las combinaciones de transacciones simultáneas.
• Utilice métricas basadas en percentiles. Confía en los tiempos de respuesta de los percentiles 90 y 95 en lugar de solo en los promedios. Los percentiles revelan la latencia final que los promedios pueden ocultar.
• Realice pruebas de forma temprana y continua. Integre las pruebas de rendimiento en el proceso de CI/CD en lugar de tratarlas como una actividad de etapa final.
• Documentación y resultados de referencia – Registra los resultados de cada prueba. Comparar los nuevos resultados con los valores de referencia facilita la detección de regresiones entre versiones.

Cómo la IA está transformando las pruebas de rendimiento

La inteligencia artificial está transformando las pruebas de rendimiento al automatizar tareas de análisis complejas y habilitar capacidades predictivas. Las herramientas basadas en IA analizan datos históricos, detectan patrones y proporcionan recomendaciones prácticas sin necesidad de intervención humana en cada paso.

• Detección predictiva de anomalías – Los algoritmos de IA analizan las métricas de rendimiento en tiempo real durante las pruebas de carga e identifican las desviaciones antes de que se conviertan en fallos críticos.
• Análisis automatizado de la causa raíz – Las herramientas basadas en inteligencia artificial correlacionan datos en sistemas distribuidos para identificar los componentes exactos que causan la degradación del rendimiento.
• Optimización inteligente de pruebas – Los modelos de aprendizaje automático identifican escenarios de prueba redundantes y sugieren configuraciones óptimas, reduciendo el tiempo de ejecución y manteniendo la cobertura.
• Scripts de prueba de autorreparación – La IA adapta los scripts de prueba cuando cambian las interfaces de las aplicaciones, lo que reduce los costes de mantenimiento de los conjuntos de pruebas de rendimiento.

Herramientas de prueba de rendimiento

Existe una amplia variedad de herramientas de prueba de rendimiento disponibles en el mercado. La herramienta que elija para realizar las pruebas dependerá de muchos factores, como los tipos de protocolo compatibles, el costo de la licencia, los requisitos de hardware y la compatibilidad con la plataforma. A continuación, se presenta una lista de las herramientas de prueba más utilizadas.

• HP LoadRunner – Es una de las herramientas de prueba de rendimiento más populares del mercado. Esta herramienta es capaz de simular cientos de miles de usuarios, sometiendo las aplicaciones a cargas reales para determinar su comportamiento bajo las cargas previstas. LoadRunner cuenta con un generador de usuarios virtuales que simula las acciones de usuarios humanos reales.
• JMeter – Una de las principales herramientas de código abierto para pruebas de carga en servidores web y de aplicaciones. Admite múltiples protocolos y ofrece amplias capacidades de generación de informes.

Preguntas Frecuentes