信息系統(tǒng)性能測試技術(shù)分析實證

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關(guān)鍵詞：信息系統(tǒng)；軟件性能；測試模型

引言

信息技術(shù)與計算機技術(shù)的有機融合，促進了多類行業(yè)發(fā)展的轉(zhuǎn)型與升級。因此，計算機的應(yīng)用系統(tǒng)模型開啟了多方位發(fā)展模式。在計算機的使用過程中，系統(tǒng)內(nèi)部任何環(huán)節(jié)的漏洞都會對實際操作中的數(shù)據(jù)處理及實踐效果產(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，使用戶的體驗感與應(yīng)用效率較差，因此，有必要對新建信息系統(tǒng)進行全面的性能測試；當前專業(yè)領(lǐng)域用戶的操作行為呈現(xiàn)多元化趨勢，且用戶數(shù)量不斷增長，為計算機應(yīng)用系統(tǒng)的性能測試帶來困難與挑戰(zhàn)。提高信息系統(tǒng)性能測試工作的重視程度，強化系統(tǒng)性能測試機制與流程，才能充分發(fā)揮信息系統(tǒng)的使用價值。

1新建信息系統(tǒng)項目性能測試

1.1系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)模型

性能測試是綜合系統(tǒng)測試的環(huán)節(jié)之一，是在功能性測試已經(jīng)完成的基礎(chǔ)上，以用戶的使用角度，對整個項目系統(tǒng)進行測試。因此，對于性能系統(tǒng)的測試工作，需在其他功能已經(jīng)相對成熟穩(wěn)定的情況下進行。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)的性能受到運行狀況、業(yè)務(wù)運作、用戶使用等多項因素的影響，信息系統(tǒng)中詳細的性能指標以業(yè)務(wù)及系統(tǒng)兩方面進行綜合型衡量。信息系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)的組成把性能指標與性能影響因素進行概括性整合，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

基于系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，將性能指標具體分化為以下6種，以下指標對系統(tǒng)性能進行衡量評估[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，主要由性能計算器進行統(tǒng)計。2）響應(yīng)時間：從端口發(fā)出請求為起點，以服務(wù)器端口返回響應(yīng)為終點，這一流程中所需時間長短為響應(yīng)時間；在性能檢測過程中，以壓力發(fā)起端到返回處理器終點的時間為計量。3）并發(fā)用戶數(shù)：并發(fā)用戶數(shù)所表示的是同一時刻內(nèi)開始系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作的用戶數(shù)。長連接系統(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對信息進行處理的能力，通常以HPS與TPS來衡量；系統(tǒng)處理能力的主要評價依據(jù)來自系統(tǒng)內(nèi)每一秒鐘所處理的真實交易數(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)指標接近最大值時，則應(yīng)該對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行升級。6）并發(fā)接入能力：表示的是同一時段內(nèi)能夠接入的最大連接用戶量，該指標能夠體現(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。

1.3系統(tǒng)性能主要影響因素

應(yīng)用系統(tǒng)項目主要受3方面因素的影響。首先，受環(huán)境因素影響，在針對CPU數(shù)量不一致的系統(tǒng)性能測試獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)指標也發(fā)生改變，因此，系統(tǒng)配置的差異對系統(tǒng)性能造成較大影響；受業(yè)務(wù)因素影響，由于時段與并發(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，當安裝配置相同時，系統(tǒng)性能同樣受到各類數(shù)據(jù)量級別的影響；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，因此對服務(wù)器形成的負載壓力也不相同[2-3]。

2新建信息系統(tǒng)項目性能測試流程

2.1調(diào)研階段

調(diào)查階段的主要工作任務(wù)是創(chuàng)建性能測試實施團隊，對用戶需求展開調(diào)研及分析，通過明確測試目標對測試任務(wù)進行規(guī)劃與制定[4]。1）性能測試實施團隊：創(chuàng)建不同測試任務(wù)，對相關(guān)人員進行選拔，完成團隊的組建。2）用戶需求調(diào)研及分析：對業(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)容進行調(diào)研，充分了解被測系統(tǒng)的設(shè)備部署、市場背景、網(wǎng)絡(luò)拓撲等信息。3）測試計劃制定：對各項測試活動的流程進行規(guī)劃，針對性能測試任務(wù)做出時長估算。

2.2準備階段

1）測試目標及范圍：關(guān)于測試目標的制定，應(yīng)做到精準化描述性能測試中的相應(yīng)指標；關(guān)于測試范圍，需要將系統(tǒng)性能與耦合度高的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)進行描述，詳細闡明待測試系統(tǒng)的特性。2）測試結(jié)構(gòu)模型設(shè)計：對于已經(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)測試，要交代清楚其交易路徑。3）測試策略：測試策略需要標明的內(nèi)容是壓力的發(fā)起方式、增加方式及測試任務(wù)。對于測試任務(wù)中類別、方法的表述應(yīng)完整清楚。4）測試環(huán)境要求：對于系統(tǒng)測試環(huán)境要求的描述，側(cè)重點放在網(wǎng)絡(luò)拓撲圖、測試設(shè)施配置表及相關(guān)軟件系統(tǒng)上面[5]。

2.3執(zhí)行階段

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

2.4報告階段

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

2.5總結(jié)階段

系統(tǒng)性能測試的階段中，關(guān)鍵工作是將測試任務(wù)與測試技術(shù)展開分析總結(jié)，重新歸檔測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)容有整體活動介紹、被測系統(tǒng)任務(wù)介紹、實際測試過程中出現(xiàn)的問題以及問題的處理辦法等內(nèi)容[8]。

3實例研究

通過將某能源行業(yè)中的某系統(tǒng)項目測試作為實例，對性能結(jié)構(gòu)、測試流程的實操應(yīng)用展開進一步說明。

3.1測試調(diào)研階段

本次測試主要針對A、B兩部分結(jié)構(gòu)內(nèi)容，希望通過測試對A、B兩個模塊處于不同并發(fā)壓力下所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)展開收集，對系統(tǒng)中瓶頸點進行定位。關(guān)于A模塊的個性化測試任務(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模塊的個性化測試是實現(xiàn)大文檔的線上編輯功能。

3.2測試準備階段

3.2.1項目性能指標規(guī)劃首先，對于響應(yīng)時間的設(shè)計是以主觀判斷下能夠接受的最大測試數(shù)值為準，初始化平均響應(yīng)時間在20s以內(nèi)；其次，系統(tǒng)的在線用戶數(shù)量平均數(shù)值在400個左右，其中最大用戶數(shù)在1000個左右，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)是測試環(huán)境的兩倍，因此，在規(guī)劃的在線用戶數(shù)量測試中，最大值在500以內(nèi)；系統(tǒng)項目的利用率與服務(wù)器中CPU的利用率設(shè)定在70％以內(nèi)。

3.2.2測試策略制定通過使用具有預(yù)判系統(tǒng)行為與性能負壓測試的LoadRunner[9]，對Web服務(wù)器產(chǎn)生壓力，由于測試過程中會產(chǎn)生較大的網(wǎng)絡(luò)符合，因此，采用的是梯度增加并發(fā)用戶的辦法對服務(wù)器逐漸發(fā)出壓力，并對網(wǎng)絡(luò)負載情況進行實時監(jiān)控。

3.3測試執(zhí)行階段

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

3.4測試報告階段

由于測試報告中的內(nèi)容較為冗雜，因此，將針對性的對混合場景報告結(jié)論進行詳細說明。3.4.1平均響應(yīng)時間截取響應(yīng)時間內(nèi)相應(yīng)操作事務(wù)進行內(nèi)容分析，不考慮排列順序的情況下，可以觀察到每輪測試得出的響應(yīng)時間最長的3個操作事務(wù)基本保持一致，并且受并發(fā)用戶數(shù)的增長的同時，響應(yīng)時間均做到同步上升。結(jié)合平均響應(yīng)時間發(fā)展變化情況，可以得出，附件上傳步驟的響應(yīng)時間受并發(fā)用戶數(shù)的增長而出現(xiàn)規(guī)律性的緩慢增長，用戶數(shù)由50升至400的過程中，平均響應(yīng)時間高低相差52.39s；創(chuàng)建定價信封復(fù)查表步驟的響應(yīng)時間受并發(fā)用戶的增長而規(guī)律性的快速增長，在并發(fā)用戶數(shù)由50升至400的過程中，平均響應(yīng)時間高低相差99.36s，相比附件上傳步驟，受并發(fā)用戶數(shù)增長影響較大；創(chuàng)建評估報告復(fù)查表的步驟的響應(yīng)時間，在并發(fā)用戶由50升至300時，呈現(xiàn)規(guī)律增長，但在并發(fā)用戶數(shù)在300升至400這一過程中，響應(yīng)時間出現(xiàn)縮短。3.4.2CPU利用率當在線用戶數(shù)量在50~400中，數(shù)據(jù)庫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，當在線用戶數(shù)值升至500時，CPU的平均利用率達到70.69％，數(shù)值產(chǎn)生了24.28％的增長，表明這一段用戶量的增長對CPU平均利用率的影響較大；而數(shù)據(jù)庫中CPU的最大利用率當在線用戶數(shù)由50~500升的過程中，呈現(xiàn)平緩增長狀態(tài)，最大利用率的增長受在線用戶數(shù)的影響而穩(wěn)步增長，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測試總結(jié)階段

在此次系統(tǒng)項目的檢測過程中，根據(jù)應(yīng)用性能的結(jié)構(gòu)模型與測試過程模型展開了工作。首先，對應(yīng)用系統(tǒng)的測試需求展開分析，根據(jù)分析得出的結(jié)論明確用戶的測試目的、指標以及范圍，參照系統(tǒng)模型與業(yè)務(wù)特點，規(guī)劃精細的應(yīng)用性能測試策略[10];其次，制定完備的測試方案，做好測試環(huán)境的準備工作，并對測試腳本進行開發(fā)，完成相應(yīng)的環(huán)境準備后，開始執(zhí)行場景測試；最后，將測試得出的數(shù)據(jù)結(jié)果專業(yè)性分析，總結(jié)出最終的測試理論。

4結(jié)語

經(jīng)分析可得，環(huán)境、業(yè)務(wù)、用戶等多種因素均可對計算機應(yīng)用系統(tǒng)性能進行干擾，只有消除異常元素，才能保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。與系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)模型相結(jié)合，進行系統(tǒng)檢測，找出各種干擾因素加以解決；此外，明確應(yīng)用性能功能，及時探尋系統(tǒng)運行上限，進行系統(tǒng)性能的改善；在進行系統(tǒng)檢測并分析的工作中，需要專業(yè)人員根據(jù)測試項目積累實踐經(jīng)驗，充實軟硬件、應(yīng)用系統(tǒng)、測試技術(shù)的專業(yè)知識與能力。通過以上系統(tǒng)性能的檢測，對于將來可能出現(xiàn)的運行瓶頸提供辦法參考，進一步提升計算機應(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)有限責任公司南京卷煙廠