(中國電子科技集團公司第二十八研究所 江蘇 210007)

信息系統(tǒng)軟件是信息系統(tǒng)的大腦和靈魂，受信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和作戰(zhàn)任務(wù)等因素的影響[1]，復(fù)雜信息系統(tǒng)軟件的應(yīng)用規(guī)模越來越大，架構(gòu)越來越復(fù)雜，軟件質(zhì)量及性能可靠性的問題也隨之日益凸顯起來，軟件測試是保證質(zhì)量和提高性能可靠性的關(guān)鍵所在，復(fù)雜信息系統(tǒng)的軟件的性能測試就顯得尤為重要。

1 性能測試概述

1.1 性能測試概述

系統(tǒng)性能測試對一個系統(tǒng)而言一般包括執(zhí)行效率、資源占用率、穩(wěn)定性、可靠性等；與性能相關(guān)的指標一般包括響應(yīng)時間，吞吐量，資源使用率等。

根據(jù)測試目的不同，性能測試一般可分為壓力測試、負載測試、容量測試等類型[2]。

1.2 性能測試原理

系統(tǒng)性能測試的目的一般包括兩個方面：一方面是確認系統(tǒng)在相應(yīng)負載條件下的運行是否滿足需求，另一方面是通過系統(tǒng)在一定負載下運行所得的數(shù)據(jù)分析它的瓶頸。因此，對測試的系統(tǒng)施加相應(yīng)的負載，并且能夠分析系統(tǒng)在相應(yīng)負載下的表現(xiàn)是性能測試的關(guān)鍵。

同時，性能測試需要記錄和分析系統(tǒng)在壓力下運行時的一些參數(shù)，例如響應(yīng)時間、最大/最小并發(fā)數(shù)、失敗的次數(shù)、正常連續(xù)運行的最長/最短時間、并發(fā)數(shù)與失敗的關(guān)系等，對這些數(shù)據(jù)進行分析能夠幫助測試者很快地找到系統(tǒng)的瓶頸[3]。

1.3 性能測試指標

在進行性能測試之前，需要考慮系統(tǒng)的性能指標。系統(tǒng)常用的性能指標有以下幾種[4]：

（1）響應(yīng)時間

響應(yīng)時間是指系統(tǒng)對請求做出響應(yīng)的時間。從用戶的角度來看，響應(yīng)時間指的是從用戶發(fā)出請求到收到服務(wù)器的響應(yīng)所經(jīng)歷的延遲。圖1是響應(yīng)時間的示意圖。

圖1 響應(yīng)時間示意圖

（2）資源使用率

資源使用率是對硬件資源的一種考量，就是系統(tǒng)對某個硬件資源占用百分比。應(yīng)用系統(tǒng)在運行過程中的資源使用率是衡量系統(tǒng)性能好壞的重要指標，增加硬件資源一般可以暫時消除性能瓶頸現(xiàn)象，待資源耗盡，性能瓶頸會再次出現(xiàn)。

（3）吞吐量

吞吐量是指系統(tǒng)在單位時間內(nèi)處理請求的數(shù)量。單位時間內(nèi)系統(tǒng)處理的請求量越大說明系統(tǒng)的性能越好，當用戶請求數(shù)在單位時間內(nèi)達到系統(tǒng)能夠并發(fā)處理的最大請求數(shù)時，此時的請求數(shù)量即為系統(tǒng)的最大吞吐量。

（4）TPS

TPS(Transactions per second)指的是系統(tǒng)在單位時間內(nèi)執(zhí)行的事務(wù)數(shù)量，是衡量系統(tǒng)性能的重要指標。當TPS不斷減小時，就意味著系統(tǒng)的性能開始下降。

2 復(fù)雜信息系統(tǒng)性能測試的具體應(yīng)用

2.1 性能測試設(shè)計

由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，需要高效而有序的性能測試管理流程和測試設(shè)計來保障，且在過程中不斷的定位瓶頸和優(yōu)化系統(tǒng)；由于性能測試的復(fù)雜性，需要引入自動化測試工具來進行人機的相互配合。

2.2 復(fù)雜信息系統(tǒng)性能測試驗證和結(jié)果分析

針對復(fù)雜信息系統(tǒng)的特點，選用自動化性能測試工具LoadRunner，利用Vugen來錄制、生成編輯腳本，并模擬緩慢加壓的場景、執(zhí)行腳本[5]，使用WebGate等工具記錄和分析壓力過程，定位性能瓶頸和優(yōu)化系統(tǒng)。

根據(jù)上述的測試流程進行驗證和分析。

（1）明確測試需求：本次選取某復(fù)雜信息系統(tǒng)某個業(yè)務(wù)系統(tǒng)為測試對象，測試該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)能力及相應(yīng)的容量數(shù)據(jù)；

（2）測試執(zhí)行：選用自動化性能測試工具LoadRunner，錄制編輯訪問該系統(tǒng)的腳本，模擬緩慢加壓的場景。測試開始時壓力值為100，然后通過緩慢加壓，在各階段壓力下，系統(tǒng)性能表現(xiàn)如表1。

分析測試過程，當壓力值在400之前，除了內(nèi)存占用增長過快外，其他性能指標都正常。當壓力值達到500 時，內(nèi)存占用直接超過80%的警戒值，但系統(tǒng)的吞吐量并沒有像預(yù)期那樣快速增長，當壓力值達到600后，吞吐量增長不明顯，甚至有下降的趨勢。這說明壓力值增長到600時，系統(tǒng)已經(jīng)達到瓶頸。

表1 在各階段壓力下，系統(tǒng)性能表現(xiàn)

（3）測試結(jié)果分析和優(yōu)化：按照性能瓶頸定位的分層模型，本次測試在測試設(shè)計時已經(jīng)排除了硬件和網(wǎng)絡(luò)因素，直接從系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫入手，系統(tǒng)參數(shù)配置和數(shù)據(jù)庫配置均正常，但系統(tǒng)日志里不斷報出的“Out of Memory Exception型的錯誤提示，這是系統(tǒng)運行內(nèi)存耗盡的跡象。和開發(fā)人一起定位分析出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的原因，使用監(jiān)控工具監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)存達到j(luò)ava虛擬機垃圾回收的條件時，系統(tǒng)進行了內(nèi)存回收，但仍有大量的對象沒有被釋放，其中一個對象仍然存在一千個實例。開發(fā)人員分析發(fā)現(xiàn)，該對象在使用完成后未及時釋放，依然占用內(nèi)存，從而造成內(nèi)存泄漏。按照性能優(yōu)化策略，被占用的內(nèi)存在使用完畢后要及時釋放。開發(fā)人修改了代碼，使用完的對象強制釋放引用，并且在程序整體運行過程中，加強了對整體內(nèi)存回收的優(yōu)化。

3 結(jié)束語

本文分析了性能測試的基本原理，對系統(tǒng)性能瓶頸的分析和定位進行了研究，總結(jié)了一個完整的性能測試、分析、優(yōu)化過程模型，對快速、準確地找到系統(tǒng)的性能瓶頸，提高系統(tǒng)性能，降低軟件開發(fā)風險與代價以及保證軟件質(zhì)量具有積極的指導(dǎo)作用。