Tutorial de testare a performanței

Ce este testarea performanței?

Test de performanta este un proces de testare a software-ului utilizat pentru testarea vitezei, timpului de răspuns, stabilității, fiabilității, scalabilității și utilizării resurselor unei aplicații software într-o anumită sarcină de lucru. Scopul principal al testării performanței este de a identifica și elimina blocajele de performanță din aplicația software. Este un subset al ingineriei performanței și este cunoscut și ca „Testarea performanței”.

Scopul testării performanței este de a verifica următoarele aspecte ale unui program software:

• Viteză – Stabilește dacă aplicația răspunde rapid
• Scalabilitate – Determină sarcina maximă de utilizatori pe care aplicația software o poate gestiona
• Stabilitate – Stabilește dacă aplicația este stabilă la sarcini variabile

De ce este importantă testarea performanței?

Caracteristicile și funcționalitățile suportate de un sistem software nu sunt singura preocupare. Performanța unei aplicații software, cum ar fi timpul de răspuns, fiabilitatea, utilizarea resurselor și scalabilitatea, contează. Scopul testării performanței nu este de a găsi erori, ci de a elimina blocajele de performanță.

Testarea performanței este efectuată pentru a oferi părților interesate informații despre aplicația lor în ceea ce privește viteza, stabilitatea și scalabilitatea. Mai important, testarea performanței descoperă ce trebuie îmbunătățit înainte de lansarea produsului pe piață. Fără testarea performanței, software-ul este probabil să sufere de probleme precum rularea lentă în timp ce mai mulți utilizatori îl utilizează simultan, inconsistențe între diferite sisteme de operare și utilizabilitate slabă.

Testarea performanței determină dacă software-ul îndeplinește cerințele de viteză, scalabilitate și stabilitate în cadrul sarcinilor de lucru așteptate. Aplicațiile trimise pe piață cu indicatori de performanță slabi din cauza testelor de performanță inexistente sau slabe sunt susceptibile de a dobândi o reputație proastă și de a nu reuși să îndeplinească obiectivele de vânzări așteptate.

De asemenea, aplicații critice pentru misiune precum programele de lansare în spațiu sau echipamentele medicale de salvare ar trebui testate performanța pentru a se asigura că funcționează pe o perioadă lungă de timp, fără abateri.

Potrivit Dunn & Bradstreet, 59% dintre companiile Fortune 500 se confruntă cu aproximativ 1.6 ore de nefuncționare în fiecare săptămână. Având în vedere că o companie medie Fortune 500, cu minim 10,000 de angajați, plătește 56 USD pe oră, partea cu forța de muncă a costurilor de nefuncționare pentru o astfel de organizație ar fi de 896,000 USD pe săptămână, tradusă în peste 46 milioane USD pe an.

Doar a 5 minute de pauză of GoogleSe estimează că .com (19 august 13) va costa gigantul căutării până la $ 545,000.

Se estimează că firmele au pierdut vânzări 1100 USD pe secundă din cauza unei recente Amazon Întreruperea serviciului web.

Prin urmare, testarea performanței este importantă. Pentru a vă ajuta cu acest proces, consultați această listă de instrumente de testare a performanței.

Tipuri de testare a performanței

Există în principal șase tipuri de testare a performanței în testarea software-ului, care sunt explicate mai jos.

• Testare de sarcină - verifică capacitatea aplicației de a funcționa sub sarcinile anticipate ale utilizatorilor. Obiectivul este de a identifica blocajele de performanță înainte ca aplicația software să intre în funcțiune.
• Testare stresanta - implică testarea unei aplicații sub sarcini extreme pentru a vedea cum gestionează traficul ridicat sau procesarea datelor. Obiectivul este de a identifica punctul de rupere al unei aplicații.
• Testare de anduranță - se face pentru a se asigura că software-ul poate gestiona sarcina așteptată pe o perioadă lungă de timp. Aceasta ajută la detectarea problemelor precum pierderile de memorie și epuizarea resurselor care apar doar în timpul funcționării susținute.
• Testarea vârfurilor - testează reacția software-ului la creșteri bruște și mari ale încărcării generate de utilizatori. Spre deosebire de testarea la stres, testarea la vârfuri se concentrează în mod specific asupra modului în care sistemul gestionează și se recuperează după creșteri bruște și de scurtă durată ale traficului.
• Testarea volumului – implică popularea unei baze de date cu un volum mare de date și monitorizarea comportamentului general al sistemului software. Obiectivul este de a verifica performanța aplicației software în funcție de volumele variabile ale bazei de date.
• Testarea scalabilității – determină eficacitatea aplicației software în „scalarea” pentru a susține o creștere a volumului de utilizatori. Ajută la planificarea adăugării de capacitate la sistemul software.

Probleme comune de performanță

Majoritatea problemelor de performanță se învârt în jurul vitezei, timpului de răspuns, timpului de încărcare și scalabilității slabe. Viteza este adesea unul dintre cele mai importante atribute ale unei aplicații. O aplicație care rulează lent va pierde utilizatori potențiali. Testarea performanței asigură că o aplicație rulează suficient de repede pentru a menține atenția și interesul utilizatorului. Următoarele sunt probleme de performanță comune în care viteza este un factor recurent:

• Timp lung de încărcare – Timpul de încărcare este în mod normal timpul inițial necesar pentru pornirea unei aplicații. În general, acesta ar trebui redus la minimum. Deși unele aplicații sunt imposibil de încărcat în mai puțin de un minut, timpul de încărcare ar trebui menținut sub câteva secunde, dacă este posibil.
• Timp de răspuns slab - Timpul de răspuns este timpul care durează din momentul în care un utilizator introduce date în aplicație până când aplicația emite un răspuns la acea intrare. În general, acest timp ar trebui să fie foarte rapid. Dacă un utilizator trebuie să aștepte prea mult, își pierde interesul.
• Scalabilitate slabă - Un produs software suferă de o scalabilitate slabă atunci când nu poate gestiona numărul așteptat de utilizatori sau când nu găzduiește o gamă suficient de largă de utilizatori. Încărcarea testelor ar trebui făcut pentru a fi sigur că aplicația poate gestiona numărul anticipat de utilizatori.
• blocaj - Blocajele sunt obstacole într-un sistem care degradează performanța generală a sistemului. Blocajul apare atunci când erorile de codare sau problemele hardware determină o scădere a debitului sub anumite sarcini. Blocajul este adesea cauzat de o secțiune defectuoasă de cod. Cheia pentru remedierea unei probleme de blocaj este găsirea secțiunii de cod care cauzează încetinirea și încercarea de a o remedia acolo. Blocajul este, în general, remediat fie prin remedierea proceselor care funcționează defectuos, fie prin adăugarea de hardware suplimentar. Unele blocajele comune de performanță sunt:
  • Utilizarea procesorului
  • Utilizarea memoriei
  • Utilizarea rețelei
  • Operalimitări ale sistemului
  • Utilizarea discului

Cum se face testarea performanței

Metodologia adoptată pentru testarea performanței poate varia foarte mult, dar obiectivul testelor de performanță rămâne același. Vă poate ajuta să demonstrați că sistemul dumneavoastră software îndeplinește anumite criterii de performanță predefinite. Sau poate ajuta la compararea performanței a două sisteme software. De asemenea, poate ajuta la identificarea părților sistemului software care îi degradează performanța.

Mai jos este un proces generic despre cum se efectuează testarea performanței.

Pasul 1) Identificați mediul dvs. de testare

Cunoașteți mediul fizic de testare, mediul de producție și instrumentele de testare disponibile. Înțelegeți detaliile configurațiilor hardware, software și de rețea utilizate în timpul testării înainte de a începe procesul de testare. Acest lucru îi va ajuta pe testeri să creeze teste mai eficiente. De asemenea, va ajuta la identificarea posibilelor provocări pe care testerii le-ar putea întâmpina în timpul procedurilor de testare a performanței.

Pasul 2) Identificați criteriile de acceptare a performanței

Aceasta include obiective și constrângeri privind randamentul, timpii de răspuns și alocarea resurselor. De asemenea, este necesar să se identifice criteriile de succes ale proiectului în afara acestor obiective și constrângeri. Testerii ar trebui să fie împuterniciți să stabilească criterii și obiective de performanță, deoarece adesea specificațiile proiectului nu vor include o varietate suficient de largă de repere de performanță. Uneori, este posibil să nu existe deloc. Atunci când este posibil, găsirea unei aplicații similare cu care să se compare este o modalitate bună de a stabili obiective de performanță.

Pasul 3) Planificați și proiectați teste de performanță

Determinați cum este probabil ca utilizarea să varieze în rândul utilizatorilor finali și identificați scenarii cheie pentru a testa toate cazurile de utilizare posibile. Este necesar să simulați o varietate de utilizatori finali, să planificați datele de testare a performanței și să conturați ce indicatori vor fi colectați.

Pasul 4) Configurați mediul de testare

Pregătiți mediul de testare înainte de execuție. De asemenea, aranjați instrumentele și alte resurse. Oglindiți mediul de producție cât mai fidel posibil pentru a vă asigura că rezultatele testelor sunt realiste și practice.

Pasul 5) Implementați proiectarea testului

Creați testele de performanță conform designului dvs. de testare.

Pasul 6) Rulați testele

Executați și monitorizați testele.

Pasul 7) Analizați, reglați și retestați

Consolidați, analizați și partajați rezultatele testelor. Apoi, ajustați fin și testați din nou pentru a vedea dacă există o îmbunătățire sau o scădere a performanței. Deoarece îmbunătățirile, în general, devin mai mici cu fiecare retestare, opriți-vă atunci când blocajele sunt cauzate de procesor. Atunci, este posibil să fie nevoie să luați în considerare opțiunea de a crește puterea procesorului.

Valori de testare a performanței: parametri monitorizați

Parametrii de bază monitorizați în timpul testării de performanță includ:

• Utilizarea procesorului - timpul pe care procesorul îl petrece executând fire de execuție care nu sunt inactive.
• Utilizarea memoriei - cantitatea de memorie fizică disponibilă proceselor de pe un computer.
• Timp de disc - timpul în care discul este ocupat executând o cerere de citire sau scriere.
• Lățime de bandă - arată biți pe secundă utilizați de o interfață de rețea.
• octeți privați – numărul de octeți alocați de un proces și care nu pot fi partajați între alte procese. Acestea sunt folosite pentru a măsura pierderile de memorie și utilizarea.
• Memoria angajată - cantitatea de memorie virtuală utilizată.
• Pagini de memorie/secundă – numărul de pagini scrise sau citite de pe disc pentru a rezolva erorile de pagină hard. Erorile de pagină hard apar atunci când cod care nu face parte din setul de lucru curent este apelat din altă parte și recuperat de pe un disc.
• Eroare de pagină/secundă – rata generală la care paginile de erori sunt procesate de procesor. Aceasta se întâmplă atunci când un proces necesită cod din afara setului său de lucru.
• întreruperi CPU pe secundă - numărul mediu de întreruperi hardware pe care un procesor le primește și le procesează în fiecare secundă.
• Lungimea cozii de disc - numărul mediu de cereri de citire și scriere puse în coadă pentru discul selectat într-un interval de eșantionare.
• Lungimea cozii de ieșire din rețea – lungimea cozii de pachete de ieșire în pachete. Orice număr mai mare de două înseamnă o întârziere, iar blocajele trebuie oprite.
• Octeți de rețea în total pe secundă - rata la care octeții sunt trimiși și primiți pe interfață, inclusiv caracterele de încadrare.
• Timp de raspuns - timpul din momentul în care un utilizator introduce o cerere până la primirea primului caracter al răspunsului.
• Debitul - rata la care un computer sau o rețea primește cereri pe secundă.
• Cantitatea de pooling de conexiuni - numărul de solicitări ale utilizatorilor care sunt îndeplinite de conexiunile grupate. Cu cât sunt mai multe solicitări îndeplinite de conexiunile din piscină, cu atât performanța va fi mai bună.
• Sesiuni active maxime - numărul maxim de sesiuni care pot fi active simultan.
• Proporții de lovituri - aceasta se referă la numărul de SQL instrucțiuni care sunt gestionate de date stocate în cache în loc de operațiuni I/O costisitoare. Acesta este un loc bun de început pentru a rezolva problemele de blocaj.
• Lovituri pe secundă - numărul de accesări pe un server web în fiecare secundă a unui test de încărcare.
• Segment de derulare – cantitatea de date care poate fi anulată în orice moment.
• Blocări baze de date - blocarea tabelelor și bazelor de date trebuie monitorizată și reglată cu atenție.
• Cele mai bune așteptări - monitorizate pentru a determina ce timpi de așteptare pot fi reduși atunci când se lucrează cu viteza cu care sunt extrase datele din memorie.
• Numărul de fire - Starea de funcționare a unei aplicații poate fi măsurată prin numărul de thread-uri care rulează și sunt active în prezent.
• Colectarea gunoiului - implică returnarea memoriei neutilizate înapoi în sistem. Colectarea gunoiului trebuie monitorizată pentru eficiență.

Exemplu de cazuri de testare de testare a performanței

Mai jos sunt exemple de cazuri de testare a performanței:

• Cazul de testare 01: Verificați ca timpul de răspuns să nu depășească 4 secunde atunci când 1000 de utilizatori accesează simultan site-ul web.
• Cazul de testare 02: Verificați dacă timpul de răspuns al aplicației sub sarcină se încadrează într-un interval acceptabil atunci când conectivitatea la rețea este lentă.
• Cazul de testare 03: Verificați numărul maxim de utilizatori pe care aplicația îi poate gestiona înainte de a se bloca.
• Cazul de testare 04: Verificați timpul de execuție a bazei de date când 500 de înregistrări sunt citite/scrise simultan.
• Cazul de testare 05: Verificați utilizarea CPU și a memoriei aplicației și a serverului de baze de date în condiții de încărcare maximă.
• Cazul de testare 06: Verificați timpul de răspuns al aplicației în condiții de încărcare scăzută, normală, moderată și grea.

În timpul executării efective a testului de performanță, termeni vagi precum intervalul acceptabil, sarcina mare etc. sunt înlocuiți cu numere concrete. Inginerii de performanță stabilesc aceste numere în funcție de cerințele de afaceri și de peisajul tehnic al aplicației.

Cele mai bune practici de testare a performanței

Respectarea celor mai bune practici stabilite asigură că testarea performanței oferă rezultate fiabile. Aceste îndrumări ajută echipele să evite capcanele comune.

• Oglindiți mediul de producție – Configurați configurația de testare pentru a reflecta producția cât mai fidel posibil. Diferențele dintre versiunile de hardware sau software pot produce rezultate înșelătoare.
• Proiectați scenarii de testare realiste – Creați cazuri de testare care simulează comportamentul real al utilizatorilor, inclusiv timpii de gândire și combinațiile de tranzacții concurente.
• Folosește valori bazate pe percentile – Bazați-vă pe timpii de răspuns percentili 90 și 95, mai degrabă decât doar pe medii. Percentilele expun latența finală pe care mediile o pot ascunde.
• Testați din timp și continuu – Integrați testarea performanței în fluxul de lucru integrat/depus la producție, în loc să o tratați ca pe o activitate de etapă finală.
• Documente și rezultate de referință – Înregistrați rezultatele fiecărei rulări de testare. Compararea noilor rezultate cu valorile de referință facilitează detectarea regresiilor între versiuni.

Cum transformă inteligența artificială testarea performanței

Inteligența artificială este recondiționatăping testarea performanței prin automatizarea sarcinilor complexe de analiză și activarea capacităților predictive. Instrumentele bazate pe inteligență artificială analizează datele istorice, detectează tipare și oferă recomandări concrete fără a necesita intervenția umană la fiecare pas.

• Detectarea predictivă a anomaliilor – Algoritmii de inteligență artificială analizează indicatorii de performanță în timp real în timpul testelor de încărcare și semnalează abaterile înainte ca acestea să escaladeze și să se transforme în defecțiuni critice.
• Analiza automată a cauzelor principale – Instrumentele bazate pe inteligență artificială corelează datele între sistemele distribuite pentru a identifica exact componentele care cauzează degradarea performanței.
• Optimizare inteligentă a testelor – Modelele de învățare automată identifică scenarii de testare redundante și sugerează configurații optime, reducând timpul de execuție și menținând în același timp acoperirea.
• Scripturi de testare cu auto-reparare – Inteligența artificială adaptează scripturile de testare atunci când interfețele aplicației se modifică, reducând costurile de întreținere pentru suitele de teste de performanță.

Instrumente de testare a performanței

Există o gamă largă de instrumente de testare a performanței disponibile pe piață. Instrumentul pe care îl alegeți pentru testare va depinde de mulți factori, cum ar fi tipurile de protocol acceptate, costul licenței, cerințele hardware și platformele suportate. Mai jos este o listă de instrumente de testare utilizate în mod obișnuit.

• HP LoadRunner - este unul dintre cele mai populare instrumente de testare a performanței de pe piață. Acest instrument este capabil să simuleze sute de mii de utilizatori, supunând aplicațiile unor sarcini reale pentru a determina comportamentul lor sub sarcinile așteptate. LoadRunner prezintă un generator virtual de utilizatori care simulează acțiunile utilizatorilor umani vii.
• JMeter - unul dintre principalele instrumente open-source utilizate pentru testarea încărcării serverelor web și de aplicații. Acesta acceptă mai multe protocoale și oferă capacități extinse de raportare.

Întrebări frecvente