信息系統(tǒng)性能測(cè)試技術(shù)分析實(shí)證

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關(guān)鍵詞：信息系統(tǒng)；軟件性能；測(cè)試模型

引言

信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的有機(jī)融合，促進(jìn)了多類行業(yè)發(fā)展的轉(zhuǎn)型與升級(jí)。因此，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)模型開啟了多方位發(fā)展模式。在計(jì)算機(jī)的使用過程中，系統(tǒng)內(nèi)部任何環(huán)節(jié)的漏洞都會(huì)對(duì)實(shí)際操作中的數(shù)據(jù)處理及實(shí)踐效果產(chǎn)生破壞性影響，造成應(yīng)用系統(tǒng)功能缺失與應(yīng)用系統(tǒng)性能降低的情況，使用戶的體驗(yàn)感與應(yīng)用效率較差，因此，有必要對(duì)新建信息系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能測(cè)試；當(dāng)前專業(yè)領(lǐng)域用戶的操作行為呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)，且用戶數(shù)量不斷增長(zhǎng)，為計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的性能測(cè)試帶來困難與挑戰(zhàn)。提高信息系統(tǒng)性能測(cè)試工作的重視程度，強(qiáng)化系統(tǒng)性能測(cè)試機(jī)制與流程，才能充分發(fā)揮信息系統(tǒng)的使用價(jià)值。

1新建信息系統(tǒng)項(xiàng)目性能測(cè)試

1.1系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)模型

性能測(cè)試是綜合系統(tǒng)測(cè)試的環(huán)節(jié)之一，是在功能性測(cè)試已經(jīng)完成的基礎(chǔ)上，以用戶的使用角度，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。因此，對(duì)于性能系統(tǒng)的測(cè)試工作，需在其他功能已經(jīng)相對(duì)成熟穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。由圖1可知，信息系統(tǒng)的性能受到運(yùn)行狀況、業(yè)務(wù)運(yùn)作、用戶使用等多項(xiàng)因素的影響，信息系統(tǒng)中詳細(xì)的性能指標(biāo)以業(yè)務(wù)及系統(tǒng)兩方面進(jìn)行綜合型衡量。信息系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)的組成把性能指標(biāo)與性能影響因素進(jìn)行概括性整合，創(chuàng)建邏輯化的信息系統(tǒng)模型。在性能結(jié)構(gòu)模型中表明了衡量系統(tǒng)的關(guān)鍵性指標(biāo)與環(huán)境、用戶、業(yè)務(wù)這3方面影響因素的關(guān)系結(jié)構(gòu)。

1.2應(yīng)用系統(tǒng)性能指標(biāo)

基于系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，將性能指標(biāo)具體分化為以下6種，以下指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行衡量評(píng)估[1]。1）資源利用率：通常以資源之際使用量與資源可用量之間的比值進(jìn)行衡量；例如CPU利用率、網(wǎng)絡(luò)利用率及內(nèi)存利用率，主要由性能計(jì)算器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。2）響應(yīng)時(shí)間：從端口發(fā)出請(qǐng)求為起點(diǎn)，以服務(wù)器端口返回響應(yīng)為終點(diǎn)，這一流程中所需時(shí)間長(zhǎng)短為響應(yīng)時(shí)間；在性能檢測(cè)過程中，以壓力發(fā)起端到返回處理器終點(diǎn)的時(shí)間為計(jì)量。3）并發(fā)用戶數(shù)：并發(fā)用戶數(shù)所表示的是同一時(shí)刻內(nèi)開始系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作的用戶數(shù)。長(zhǎng)連接系統(tǒng)的接入能力以最大并發(fā)用戶數(shù)表示，而短連接系統(tǒng)的最大數(shù)值則與接入能力不相等。4）系統(tǒng)處理能力：通過利用硬件與軟件平臺(tái)對(duì)信息進(jìn)行處理的能力，通常以HPS與TPS來衡量；系統(tǒng)處理能力的主要評(píng)價(jià)依據(jù)來自系統(tǒng)內(nèi)每一秒鐘所處理的真實(shí)交易數(shù)量。5）網(wǎng)絡(luò)吞吐量：在網(wǎng)絡(luò)暢通的情況下，一定時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的通過數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)吞吐量能夠衡量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與鏈路傳輸?shù)男枨?；在?shù)據(jù)指標(biāo)接近最大值時(shí)，則應(yīng)該對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。6）并發(fā)接入能力：表示的是同一時(shí)段內(nèi)能夠接入的最大連接用戶量，該指標(biāo)能夠體現(xiàn)多任務(wù)連接情況下訪問控制與狀態(tài)跟蹤的能力，該指標(biāo)的數(shù)值大小間接性決定了系統(tǒng)能夠承受的最多信息點(diǎn)。

1.3系統(tǒng)性能主要影響因素

應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目主要受3方面因素的影響。首先，受環(huán)境因素影響，在針對(duì)CPU數(shù)量不一致的系統(tǒng)性能測(cè)試獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)也發(fā)生改變，因此，系統(tǒng)配置的差異對(duì)系統(tǒng)性能造成較大影響；受業(yè)務(wù)因素影響，由于時(shí)段與并發(fā)用戶數(shù)的不同，所產(chǎn)生的交易類型與性能特征也隨之變化，當(dāng)安裝配置相同時(shí)，系統(tǒng)性能同樣受到各類數(shù)據(jù)量級(jí)別的影響；受到用戶因素影響，系統(tǒng)內(nèi)部的功能交互與處理流程都不盡相同，因此對(duì)服務(wù)器形成的負(fù)載壓力也不相同[2-3]。

2新建信息系統(tǒng)項(xiàng)目性能測(cè)試流程

2.1調(diào)研階段

調(diào)查階段的主要工作任務(wù)是創(chuàng)建性能測(cè)試實(shí)施團(tuán)隊(duì)，對(duì)用戶需求展開調(diào)研及分析，通過明確測(cè)試目標(biāo)對(duì)測(cè)試任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃與制定[4]。1）性能測(cè)試實(shí)施團(tuán)隊(duì)：創(chuàng)建不同測(cè)試任務(wù)，對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行選拔，完成團(tuán)隊(duì)的組建。2）用戶需求調(diào)研及分析：對(duì)業(yè)務(wù)狀況、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能作用、用戶信息等多方面內(nèi)容進(jìn)行調(diào)研，充分了解被測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備部署、市場(chǎng)背景、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞刃畔ⅰ?）測(cè)試計(jì)劃制定：對(duì)各項(xiàng)測(cè)試活動(dòng)的流程進(jìn)行規(guī)劃，針對(duì)性能測(cè)試任務(wù)做出時(shí)長(zhǎng)估算。

2.2準(zhǔn)備階段

1）測(cè)試目標(biāo)及范圍：關(guān)于測(cè)試目標(biāo)的制定，應(yīng)做到精準(zhǔn)化描述性能測(cè)試中的相應(yīng)指標(biāo)；關(guān)于測(cè)試范圍，需要將系統(tǒng)性能與耦合度高的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行描述，詳細(xì)闡明待測(cè)試系統(tǒng)的特性。2）測(cè)試結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)：對(duì)于已經(jīng)完成上線的系統(tǒng)，應(yīng)將生產(chǎn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)量進(jìn)行描述與分析，在此基礎(chǔ)上表明交易工作的具體名稱與占比；如果涉及到多系統(tǒng)測(cè)試，要交代清楚其交易路徑。3）測(cè)試策略：測(cè)試策略需要標(biāo)明的內(nèi)容是壓力的發(fā)起方式、增加方式及測(cè)試任務(wù)。對(duì)于測(cè)試任務(wù)中類別、方法的表述應(yīng)完整清楚。4）測(cè)試環(huán)境要求：對(duì)于系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境要求的描述，側(cè)重點(diǎn)放在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、測(cè)試設(shè)施配置表及相關(guān)軟件系統(tǒng)上面[5]。

2.3執(zhí)行階段

處于測(cè)試執(zhí)行階段時(shí)，可以利用測(cè)試工具展開場(chǎng)景測(cè)試，并且在監(jiān)控工具的輔助下獲得系統(tǒng)性能指標(biāo)，完成測(cè)試數(shù)據(jù)的收集；執(zhí)行階段需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行回歸測(cè)試與優(yōu)化；執(zhí)行階段中的監(jiān)控測(cè)試與場(chǎng)景測(cè)試的執(zhí)行相一致，在開始時(shí)，運(yùn)行監(jiān)控程序，執(zhí)行階段后再結(jié)束監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收集[6-7]。

2.4報(bào)告階段

關(guān)于測(cè)試報(bào)告的內(nèi)容，應(yīng)將此次測(cè)試的目標(biāo)及范圍進(jìn)行確切的表述，并分析此次測(cè)試內(nèi)容的特點(diǎn)。再出現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境與測(cè)試環(huán)境不一致的情況下，報(bào)告應(yīng)針對(duì)差異展開描述，結(jié)合差異化情況分析對(duì)測(cè)試造成的影響；測(cè)試報(bào)告中的結(jié)論分析需要包含性能測(cè)試的具體執(zhí)行流程，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比與分析。

2.5總結(jié)階段

系統(tǒng)性能測(cè)試的階段中，關(guān)鍵工作是將測(cè)試任務(wù)與測(cè)試技術(shù)展開分析總結(jié)，重新歸檔測(cè)試工作中生成的重要資產(chǎn)；通常情況下總結(jié)階段的內(nèi)容有整體活動(dòng)介紹、被測(cè)系統(tǒng)任務(wù)介紹、實(shí)際測(cè)試過程中出現(xiàn)的問題以及問題的處理辦法等內(nèi)容[8]。

3實(shí)例研究

通過將某能源行業(yè)中的某系統(tǒng)項(xiàng)目測(cè)試作為實(shí)例，對(duì)性能結(jié)構(gòu)、測(cè)試流程的實(shí)操應(yīng)用展開進(jìn)一步說明。

3.1測(cè)試調(diào)研階段

本次測(cè)試主要針對(duì)A、B兩部分結(jié)構(gòu)內(nèi)容，希望通過測(cè)試對(duì)A、B兩個(gè)模塊處于不同并發(fā)壓力下所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)展開收集，對(duì)系統(tǒng)中瓶頸點(diǎn)進(jìn)行定位。關(guān)于A模塊的個(gè)性化測(cè)試任務(wù)有附件的上傳與下載、查詢服務(wù)以及業(yè)務(wù)流程這三大功能；關(guān)于B模塊的個(gè)性化測(cè)試是實(shí)現(xiàn)大文檔的線上編輯功能。

3.2測(cè)試準(zhǔn)備階段

3.2.1項(xiàng)目性能指標(biāo)規(guī)劃首先，對(duì)于響應(yīng)時(shí)間的設(shè)計(jì)是以主觀判斷下能夠接受的最大測(cè)試數(shù)值為準(zhǔn)，初始化平均響應(yīng)時(shí)間在20s以內(nèi)；其次，系統(tǒng)的在線用戶數(shù)量平均數(shù)值在400個(gè)左右，其中最大用戶數(shù)在1000個(gè)左右，基于生產(chǎn)環(huán)境下，應(yīng)用與數(shù)據(jù)可的服務(wù)器數(shù)量應(yīng)是測(cè)試環(huán)境的兩倍，因此，在規(guī)劃的在線用戶數(shù)量測(cè)試中，最大值在500以內(nèi)；系統(tǒng)項(xiàng)目的利用率與服務(wù)器中CPU的利用率設(shè)定在70％以內(nèi)。

3.2.2測(cè)試策略制定通過使用具有預(yù)判系統(tǒng)行為與性能負(fù)壓測(cè)試的LoadRunner[9]，對(duì)Web服務(wù)器產(chǎn)生壓力，由于測(cè)試過程中會(huì)產(chǎn)生較大的網(wǎng)絡(luò)符合，因此，采用的是梯度增加并發(fā)用戶的辦法對(duì)服務(wù)器逐漸發(fā)出壓力，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.3測(cè)試執(zhí)行階段

系統(tǒng)的測(cè)試執(zhí)行階段是按照由單交易到混合場(chǎng)景的壓力測(cè)試順序進(jìn)行的，此次測(cè)試實(shí)驗(yàn)最開始的增壓策略是根據(jù)不同的交易類型進(jìn)行差異化設(shè)定的；混合場(chǎng)景模式下，通過項(xiàng)目組上交的業(yè)務(wù)模型配置與交易任務(wù)的混合場(chǎng)景壓力在50個(gè)在線用戶數(shù)的基礎(chǔ)上，收集具體交易時(shí)間與系統(tǒng)服務(wù)器資源的利用率等性能數(shù)據(jù)。

3.4測(cè)試報(bào)告階段

由于測(cè)試報(bào)告中的內(nèi)容較為冗雜，因此，將針對(duì)性的對(duì)混合場(chǎng)景報(bào)告結(jié)論進(jìn)行詳細(xì)說明。3.4.1平均響應(yīng)時(shí)間截取響應(yīng)時(shí)間內(nèi)相應(yīng)操作事務(wù)進(jìn)行內(nèi)容分析，不考慮排列順序的情況下，可以觀察到每輪測(cè)試得出的響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)的3個(gè)操作事務(wù)基本保持一致，并且受并發(fā)用戶數(shù)的增長(zhǎng)的同時(shí)，響應(yīng)時(shí)間均做到同步上升。結(jié)合平均響應(yīng)時(shí)間發(fā)展變化情況，可以得出，附件上傳步驟的響應(yīng)時(shí)間受并發(fā)用戶數(shù)的增長(zhǎng)而出現(xiàn)規(guī)律性的緩慢增長(zhǎng)，用戶數(shù)由50升至400的過程中，平均響應(yīng)時(shí)間高低相差52.39s；創(chuàng)建定價(jià)信封復(fù)查表步驟的響應(yīng)時(shí)間受并發(fā)用戶的增長(zhǎng)而規(guī)律性的快速增長(zhǎng)，在并發(fā)用戶數(shù)由50升至400的過程中，平均響應(yīng)時(shí)間高低相差99.36s，相比附件上傳步驟，受并發(fā)用戶數(shù)增長(zhǎng)影響較大；創(chuàng)建評(píng)估報(bào)告復(fù)查表的步驟的響應(yīng)時(shí)間，在并發(fā)用戶由50升至300時(shí)，呈現(xiàn)規(guī)律增長(zhǎng)，但在并發(fā)用戶數(shù)在300升至400這一過程中，響應(yīng)時(shí)間出現(xiàn)縮短。3.4.2CPU利用率當(dāng)在線用戶數(shù)量在50~400中，數(shù)據(jù)庫(kù)CPU的平均利用率保持在50％以內(nèi)，并且隨著數(shù)值增大呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)，當(dāng)在線用戶數(shù)值升至500時(shí)，CPU的平均利用率達(dá)到70.69％，數(shù)值產(chǎn)生了24.28％的增長(zhǎng)，表明這一段用戶量的增長(zhǎng)對(duì)CPU平均利用率的影響較大；而數(shù)據(jù)庫(kù)中CPU的最大利用率當(dāng)在線用戶數(shù)由50~500升的過程中，呈現(xiàn)平緩增長(zhǎng)狀態(tài)，最大利用率的增長(zhǎng)受在線用戶數(shù)的影響而穩(wěn)步增長(zhǎng)，在50~500的過程中高低利用率相差22.34％，表明CPU的最大利用率較為符合在線用戶數(shù)的變化。

3.5測(cè)試總結(jié)階段

在此次系統(tǒng)項(xiàng)目的檢測(cè)過程中，根據(jù)應(yīng)用性能的結(jié)構(gòu)模型與測(cè)試過程模型展開了工作。首先，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的測(cè)試需求展開分析，根據(jù)分析得出的結(jié)論明確用戶的測(cè)試目的、指標(biāo)以及范圍，參照系統(tǒng)模型與業(yè)務(wù)特點(diǎn)，規(guī)劃精細(xì)的應(yīng)用性能測(cè)試策略[10];其次，制定完備的測(cè)試方案，做好測(cè)試環(huán)境的準(zhǔn)備工作，并對(duì)測(cè)試腳本進(jìn)行開發(fā)，完成相應(yīng)的環(huán)境準(zhǔn)備后，開始執(zhí)行場(chǎng)景測(cè)試；最后，將測(cè)試得出的數(shù)據(jù)結(jié)果專業(yè)性分析，總結(jié)出最終的測(cè)試?yán)碚摗?/p>

4結(jié)語(yǔ)

經(jīng)分析可得，環(huán)境、業(yè)務(wù)、用戶等多種因素均可對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)性能進(jìn)行干擾，只有消除異常元素，才能保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。與系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)模型相結(jié)合，進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，找出各種干擾因素加以解決；此外，明確應(yīng)用性能功能，及時(shí)探尋系統(tǒng)運(yùn)行上限，進(jìn)行系統(tǒng)性能的改善；在進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)并分析的工作中，需要專業(yè)人員根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，充實(shí)軟硬件、應(yīng)用系統(tǒng)、測(cè)試技術(shù)的專業(yè)知識(shí)與能力。通過以上系統(tǒng)性能的檢測(cè)，對(duì)于將來可能出現(xiàn)的運(yùn)行瓶頸提供辦法參考，進(jìn)一步提升計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)性能水平。

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作者：謝欣 單位：江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南京卷煙廠