性能測試在軟件質量保證中起著重要的作用，它包括的測試內容豐富多樣。同一個系統(tǒng)，不同的測試設計及測試過程會導致不同的結果，也會有不同的解讀。合理的測試規(guī)劃與設計是至關重要的。本文重點介紹如何結合用戶實際業(yè)務特點制定有效的性能測試用例。

一、系統(tǒng)業(yè)務特點和用戶行為分析

用戶行為反映了用戶對系統(tǒng)的使用模式和應用背景，在性能測試之前，我們首先需要分析用戶的使用習慣，確定系統(tǒng)的典型業(yè)務及發(fā)生時間。分析用戶行為是設計性能測試用例的第一步。

1、系統(tǒng)使用高峰時段分析

對于很多大型系統(tǒng)，都有業(yè)務集中開展使用的情況出現，即系統(tǒng)使用的高峰。這類系統(tǒng)使用高峰可能出現在一天、一月、一年中的某個時間點上或時間段上。例如在同一天內，大多數系統(tǒng)的使用情況都會隨著時間發(fā)生變化，對于這一類系統(tǒng)不同的業(yè)務高峰對應的時間也不同。

確定系統(tǒng)使用高峰時段，有利于我們進一步確定系統(tǒng)在高峰時段的性能需求，比如高峰時段的并發(fā)用戶支持需求，高峰時期的業(yè)務響應時間需求等。

2、系統(tǒng)高峰期業(yè)務應用分析

在系統(tǒng)不同的高峰期，同一系統(tǒng)可能會處于不同的業(yè)務模式，因此需要對系統(tǒng)高峰期的業(yè)務應用進行分析。其目標是為了通過分析高峰期的應用來確定高峰期的業(yè)務應用模型是單一業(yè)務類型還是混合業(yè)務類型，這對于后期的測試用例執(zhí)行策略的設計至關重要。因此需要分析哪些業(yè)務應用是典型的即壓力較大的業(yè)務，進而對這些業(yè)務應用單獨進行測試，這樣做可以有效的對系統(tǒng)瓶頸進行隔離定位。

二、系統(tǒng)性能指標分析

合理的設計不可能是憑空想象，而是要基于系統(tǒng)的業(yè)務需求及用戶使用習慣。在性能測試中，最重要的兩個指標是確定系統(tǒng)需要承受的并發(fā)用戶數量，及在一定的用戶規(guī)模下系統(tǒng)能夠提供的應用響應時間。

下面重點介紹一下如何對并發(fā)用戶數量和平均事務響應時間這兩個性能指標進行設計：

1、并發(fā)用戶數量設計

并發(fā)用戶數設計必須以系統(tǒng)真實使用中可能出現的最大用戶數為基礎進行核算。下面介紹根據系統(tǒng)的最大使用人數或者最大在線人數來評估最大用戶數的方法。

a)    極限法

對于系統(tǒng)已經投產或者目標用戶群體不確定的門戶網站，可以通過分析日志，也可以使用系統(tǒng)已經注冊的用戶數量做為系統(tǒng)最大用戶數，然后按照經驗公式來估算最大并發(fā)用戶數。

b)    用戶趨勢分析

對軟件生存周期內的用戶未來走勢進行分析，預測系統(tǒng)可能達到的最大用戶數，從而估計系統(tǒng)的最大并發(fā)用戶數，這種方法多用于系統(tǒng)用戶數目逐漸增加的情況。

c)    經驗評估法

按照經驗來評估系統(tǒng)可能的最大并發(fā)用戶數，這種方法多用于系統(tǒng)的使用用戶數目相對穩(wěn)定且比較明確的系統(tǒng)。

并發(fā)用戶數的設計基本是按照系統(tǒng)最大用戶數的百分比來設計的，對于某一特定用例，需要注意并發(fā)用戶設計的最大值一般不會超過前面計算的系統(tǒng)實際使用的最大用戶數的30% ，除非是為了測試系統(tǒng)能支持的最大并發(fā)用戶數量。

2、事務平均響應時間

響應時間就是用戶感受軟件系統(tǒng)為其服務所耗費的時間，這與計算機性能、網絡速度和帶寬等等有關。設計事務平均響應時間指標也是性能測試用例設計的重要內容。

目前關于事務平均響應時間指標設計基本可參考以下2種方式：

對于在需求分析和設計階段已經明確提出響應時間性能指標要求的系統(tǒng)，如要求”系統(tǒng)響應時間不得超過20秒”，平均響應時間確定應以需求為準。

對于沒有明確性能需求的系統(tǒng)，事務平均響應時間應以用戶使用感受或者需求方指定為準。一般來講有3秒以內用戶會認為響應時間較快；5秒以內用戶認為可以接受，超過8秒，一般用戶會認為響應太慢。當然響應時間的長短還和業(yè)務類型緊密相關，提交類業(yè)務操作對響應時間要求一般而言比統(tǒng)計類的業(yè)務操作要求更高。

其他性能指標的設計可以采取事務平均響應時間指標相同的設計方式來進行。

三、性能測試執(zhí)行策略分析

性能測試執(zhí)行策略需要注意兩點：一是選擇典型的業(yè)務進行測試，尤其要選擇并發(fā)用戶數目較大的業(yè)務；二是要覆蓋全面，即設計出的用例要覆蓋到系統(tǒng)高峰期的主要業(yè)務。在性能測試執(zhí)行過程中，明確每個業(yè)務的參與者人數、比例和具體行為是非常重要的，這些都是性能測試用例設計的基礎。下面重點介紹一下如何制定單業(yè)務測試、混合業(yè)務測試和疲勞強度測試的具體執(zhí)行策略。

1、單業(yè)務測試

性能測試不可能對所有功能都進行測試，所以需要抽象一些特定的獨立業(yè)務來進行用例的設計。獨立業(yè)務實際是指一些核心業(yè)務模塊對應的業(yè)務，這些模塊通常具有功能比較復雜，使用比較頻繁，屬于核心業(yè)務等特點。針對這類獨立業(yè)務進行的性能測試稱之為單業(yè)務性能測試。

用戶并發(fā)能力測試是單業(yè)務性能測試的重點，用戶并發(fā)能力測試是指模擬一定數量的用戶同時使用某一核心模塊的相同或者不同的功能，并且持續(xù)一段時間，考察系統(tǒng)能夠支持指定的用戶規(guī)模。

2、混合業(yè)務測試

在系統(tǒng)真實應用中，通常不會存在所有用戶只使用一個或者幾個核心業(yè)務模塊的情況，即一個應用系統(tǒng)的每個功能模塊都可能被使用到；所以性能測試既要模擬多用戶的相同操作，又要模擬多用戶的不同操作。

混合業(yè)務性能測試是最接近用戶實際使用情況的測試，也是性能測試的一個必要內容。在混合業(yè)務測試中，通常需要按照用戶的實際使用人數比例來模擬各個模塊的組合并發(fā)情況。混合業(yè)務測試的突出特點是根據用戶使用系統(tǒng)的情況分成不同的用戶組進行并發(fā)，每組的用戶比例要根據實際情況來匹配，通常會取各個相關模塊最大的并發(fā)用戶數目進行組合。

3、疲勞強度測試

疲勞強度測試是指在系統(tǒng)正常運行的情況下，以一定的負載壓力來長時間運行系統(tǒng)的測試。疲勞強度測試的主要特點是長時間對目標測試系統(tǒng)加壓，目的是測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，持續(xù)時間一般在1小時以上；疲勞強度測試屬于用戶并發(fā)測試的延續(xù)，因此核心內容仍然是核心模塊用戶并發(fā)和組合模塊用戶并發(fā)，在編寫測試用例時需要編寫不同參數或者負載條件下的多個測試用例，可以參考混合業(yè)務并發(fā)性能測試用例的設計內容，通常修改相應的場景參數就可實現所需要的測試用例。

總結：本文重點討論了如何結合用戶實際業(yè)務特點制定有效的性能測試用例，通過分析用戶實際業(yè)務特點來設計性能測試，可以使性能測試用例更接近用戶實際使用情況，更容易發(fā)現系統(tǒng)瓶頸。這種方法抓住了性能測試的關鍵點，做到有的放矢，大大降低了測試成本。

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