性能測試方法

　　對于企業應用程序，有許多進行性能測試的方法，其中一些方法實行起來要比其他方法困難。所要進行的性能測試的類型取決于想要達到的結果。例如，對于可再現性，基準測試是最好的方法。而要從當前用戶負載的角度測試系統的上限，則應該使用容量規劃測試。本文將介紹幾種設置和運行性能測試的方法，并討論這些方法的區別。

　　簡介

　　如果不進行合理的規劃，對J2EE應用程序進行性能測試將會是一項令人望而生畏且有些混亂的任務。因為對于任何的軟件開發流程，都必須收集需求、理解業務需要，并在進行實際測試之前設計出正式的進度表。性能測試的需求由業務需要驅動，并由一組用例闡明。這些用例可以基于歷史數據(例如，服務器一周的負載模式)或預測的近似值。弄清楚需要測試的內容之后，就需要知道如何進行測試了。

　　在開發階段前期，應該使用基準測試來確定應用程序中是否出現性能倒退?；鶞蕼y試可以在一個相對短的時間內收集可重復的結果。進行基準測試的最好方法是，每次測試改變一個且只改變一個參數。例如，如果想知道增加JVM內存是否會影響應用程序的性能，就逐次遞增JVM內存(例如，從1024 MB增至1224 MB，然后是1524 MB，最后是2024 MB)，在每個階段收集結果和環境數據，記錄信息，然后轉到下一階段。這樣在分析測試結果時就有跡可循。下一小節我將介紹什么是基準測試，以及運行基準測試的最佳參數。

　　開發階段后期，在應用程序中的bug已經被解決，應用程序達到一種穩定狀態之后，可以運行更為復雜的測試，確定系統在不同的負載模式下的表現。這些測試被稱為容量規劃測試、滲入測試(soak test)、峰谷測試(peak-rest test)，它們旨在通過測試應用程序的可靠性、健壯性和可伸縮性來測試接近于現實世界的場景。對于下面的描述應該從抽象的意義上理解，因為每個應用程序的使用模式都是不同的。例如，容量規劃測試通常都使用較緩慢的ramp-up(下文有定義)，但是如果應用程序在一天之中的某個時段中有快速突發的流量，那么自然應該修改測試以反映這種情況。但是，要記住，因為更改了測試參數(比如ramp-up周期或用戶的考慮時間(think-time))，測試的結果肯定也會改變。一個不錯的方法是，運行一系列的基準測試，確立一個已知的可控環境，然后再對變化進行比較。

　　基準測試

　　基準測試的關鍵是要獲得一致的、可再現的結果?？稍佻F的結果有兩個好處：減少重新運行測試的次數;對測試的產品和產生的數字更為確信。使用的性能測試工具可能會對測試結果產生很大影響。假定測試的兩個指標是服務器的響應時間和吞吐量，它們會受到服務器上的負載的影響。服務器上的負載受兩個因素影響：同時與服務器通信的連接(或虛擬用戶)的數目，以及每個虛擬用戶請求之間的考慮時間的長短。很明顯，與服務器通信的用戶越多，負載就越大。同樣，請求之間的考慮時間越短，負載也越大。這兩個因素的不同組合會產生不同的服務器負載等級。記住，隨著服務器上負載的增加，吞吐量會不斷攀升，直到到達一個點。

　　圖1.隨著負載的增加，系統吞吐量的曲線(單位：頁面/秒)

　　注意，吞吐量以穩定的速度增長，然后在某一個點上穩定下來。

　　在某一點上，執行隊列開始增長，因為服務器上所有的線程都已投入使用，傳入的請求不再被立即處理，而是放入隊列中，當線程空閑時再處理。

　　圖2. 隨著負載的增加，系統執行隊列長度的曲線

　　注意，最初的一段時間，執行隊列的長度為零，然后就開始以穩定的速度增長。這是因為系統中的負載在穩定增長，雖然最初系統有足夠的空閑線程去處理增加的負載，最終它還是不能承受，而必須將其排入隊列。

　　當系統達到飽和點，服務器吞吐量保持穩定后，就達到了給定條件下的系統上限。但是，隨著服務器負載的繼續增長，系統的響應時間也隨之延長，雖然吞吐量保持穩定。

　　圖3. 隨著負載的增加，系統中兩個事務的響應時間曲線

　　注意，在執行隊列(圖2)開始增長的同時，響應時間也開始以遞增的速度增長。這是因為請求不能被及時處理。

　　為了獲得真正可再現的結果，應該將系統置于相同的高負載下。為此，與服務器通信的虛擬用戶應該將請求之間的考慮時間設為零。這樣服務器會立即超載，并開始構建執行隊列。如果請求(虛擬用戶)數保持一致，基準測試的結果應該會非常精確，完全可以再現。

　　您可能要問的一個問題是：“如何度量結果?”對于一次給定的測試，應該取響應時間和吞吐量的平均值。精確地獲得這些值的唯一方法是一次加載所有的用戶，然后在預定的時間段內持續運行。這稱為“flat”測試。

　　圖4. flat測試的情況(所有的用戶都是同時加載的)

　　與此相對應的是“ramp-up”測試。

　　圖5. ramp-up測試的情況(在測試期間，用戶以穩定速度(每秒x個)增加)

　　ramp-up測試中的用戶是交錯上升的(每幾秒增加一些新用戶)。ramp-up測試不能產生精確和可重現的平均值，這是因為由于用戶的增加是每次一部分，系統的負載在不斷地變化。因此，flat運行是獲得基準測試數據的理想模式。

　　這不是在貶低ramp-up測試的價值。實際上，ramp-up測試對找出以后要運行的flat測試的范圍非常有用。ramp-up測試的優點是，可以看出隨著系統負載的改變，測量值是如何改變的。然后可以據此選擇以后要運行的flat測試的范圍。

　　Flat測試的問題是系統會遇到“波動”效果。

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