效能測試新手誤區(三) 使用者數與壓力

2022-02-07 11:36:15 字數 3118 閱讀 2183

系列原創:效能測試新手誤區

假設有這樣乙個小論壇,效能測試人員得到的需求是「支援併發50人,響應時間要在3秒以內」,效能測試人員a和b同時開始進行效能測試(各做各的)。

只考慮發帖這個操作,a設計的測試場景是50人併發發帖,得到的測試結果是平均完成時間是5秒。於是他提出了這個問題,認為系統沒有達到效能期望,需要開發人員進行優化。

兩個人得到了不同的測試結果,完全相反的測試結論,誰做錯了?

或許這個例子太極端,絕對併發和平均分布的訪問壓力當然是截然不同的,那我們再來看個更真實的例子。

a認為,每個使用者的操作,一般間隔30s比較合適,於是他在指令碼中的每兩個事務之間加上了30秒的等待(思考時間)。

b想了想自己看論壇時的情景,好像平均每次滑鼠點選要間隔1分鐘,於是他在指令碼中的每兩個事務之間加上了1分鐘的等待。

他們都認為自己的測試場景比較接近實際情況,可惜測試結果又是不同的,很顯然a場景的壓力是b的兩倍。那誰錯了呢?或者有人說是需求不明確導致的,那麼你需要什麼樣的需求呢?

看看我隨手在網上(51testing)找的提問吧,和上面的內容如出一轍。一定有很多的效能測試人員每天接到的就是這種需求,又這樣就開展了測試,結果可想而知。

這裡我想問幾個問題,希望各位看完了上面的小例子後想一想:

如果有另乙個人和你測同樣的系統,你們的測試結果會一致麼?

如果不一致,那麼誰是正確的?

如何證明測試結果是有效的?

效能測試中非常重要的一塊內容就是模擬預期的壓力,測試系統執行在此壓力下,使用者的體驗是什麼樣的。

那麼壓力是什麼?壓力是伺服器在不斷的處理事情、甚至是同時處理很多事情。壓力是伺服器直接處理的「事情」,而不是遠在網路另一端的使用者。

下圖中,每乙個顏色的線段代表一種操作。在任意乙個時刻,伺服器都知道它有10個事務需要處理,這10個事務也是有10個使用者產生的。但它不知道的是,整個時間段內的所有事務,是由多少個使用者與系統互動而產生的。

這句話好像有點繞,我再試著更形象的解釋一下。時刻1,10個當前事務是由10個使用者發起的。時刻2,依然是10個正在進行的事務,但可能是完全不同的10個人發起的。在這段時間內,伺服器每乙個時刻都在處理10個事務,但是參與了這個互動過程(對伺服器產生壓力)的人可能會達到上百個,也可能只有最開始的10個。

那麼,對於伺服器來說,壓力是什麼呢?顯然只是每時刻這10個同時處理的事務,而到底是有10個人還是1000個人,區別不大(暫不考慮session等問題)。

下面再從使用者的視角來看看。實際的情況中,不可能出現很多使用者同一時刻開始進行操作的場景,而是有一定的時間順序的。正如下圖所示,在這個時間段內,一共有23個使用者進行了操作。

但是伺服器能看到這些使用者麼?它知道的只是某乙個時間點上,有多少個正在執行的事務。大家可以數一下,此圖中任意時刻的併發事務依然是10個。

其實這兩個圖描述的本來就是同乙個場景,只不過觀察者的視角不同罷了。

那麼大家想想,在效能需求中最常見到的「併發使用者」到底是指的什麼呢?

再回到相對併發這個概念上來,它與伺服器的壓力到底是什麼關係呢?如果你理解了前面的所有內容,那麼就會知道這兩者其實沒有直接聯絡(當然了,同乙個測試用例中,肯定是使用者數越多壓力越大)。也就是說,你得到的這種效能需求,是無法知道伺服器到底要承受多大壓力的。

那麼如何開展效能測試?

既然我們知道了所謂的壓力其實是從伺服器視角來講的,伺服器要處理的事務才是壓力,那麼我們就從這出發,來探尋一下效能測試需要的資訊。依然用之前的小論壇為例,我們需要測試活躍使用者為500人時,系統的效能是否能還能提供良好的使用者感受。

假設現在的活躍使用者有50個人(或者通過另乙個類似的系統來推算也行),平均每天總的發帖量是50條、瀏覽帖子500次,也就是每人每天發乙個帖子、瀏覽十個帖子(為了方便講解,假設論壇只有這兩個基本功能)。那麼我們就可以推算,活躍使用者達到500時,每天的業務量也會成比例的增長,也就是平均每天會產生500個新帖子、瀏覽帖子5000次。

進一步分析資料,又發現。使用者使用論壇的時間段非常集中,基本集中在中午11點到1點和晚上18點到20點。也就是說每天的這些業務,實際是分布在4個小時中完成的,如下圖(隨便找了個圖意思一下,數不一致)。

那我們的測試場景,就是要用500個使用者在4小時內完成「每人發乙個帖子、瀏覽十個帖子」的工作量。

注意上面的兩處,「平均每天……」、「分布在4個小時……」。敏感的測試人員應該能發現,這個場景測的是平均壓力,也就是乙個系統最平常一天的使用壓力,我喜歡稱之為日常壓力。

顯然,除了日常壓力,系統還會有壓力更大的使用場景,比如某天發生了一件重要的事情,那麼使用者就會更加熱烈的進行討論。這個壓力,我習慣叫做高峰期壓力,需要專門設計乙個測試場景。

這個場景,需要哪些資料呢,我們依然可以從現有的資料進行分析。比如上面提到的是「平均每天總的發帖量……」,那麼這次我們就要查到過去最高一日的業務量。「分布在4個小時」也需要進行相應的修改,比如查查歷史分布圖是否有更為集中的分布,或者用更簡單通用的80-20原則,80%的工作在20%的時間內完成。根據這些資料可以再做適當的調整,設計出高峰期的測試場景。

需要注意高峰期壓力和峰值壓力的區別,高峰期壓力是指系統正常的、預期內壓力的乙個高峰。而峰值壓力是指那些不在正常預期內的壓力,可能幾年才出現一次。

這裡只是舉了個最簡單的例子,實際工作遠比這複雜的多。需要哪些資料、如何獲取,很可能要取得這些資料就要花費很大的功夫。這其實就涉及到了乙個很重要的內容,使用者模型和壓力模型的建立,以後會有專門的文章進行講述。

為什麼要花這麼大的精力來收集這些資訊呢?是因為只有通過這些有效的資料,才能準確的去模擬使用者場景,準確的模擬壓力,獲取到更加真實的使用者體驗。只有這樣,「不同的測試人員,測出相同的結果」才會有可能實現,而且結果都是準確有效的。

最後通過幾個小問題來總結回顧一下:

你真的理解「併發使用者」的意義麼?

什麼是使用者視角和伺服器視角?

什麼是壓力?

如何模擬預期壓力?

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