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【软件测试】性能测试概念篇

news 来源：原创 2025/8/17 21:04:00

​​1. 性能测试的定义​​

性能测试是通过模拟真实用户行为、系统负载或极端条件，评估软件系统在特定场景下的​​响应能力、稳定性、资源消耗及扩展性​​的过程。其核心目标是：

  • ​​验证系统容量​​：确保系统在预期负载下（如双十一秒杀）满足性能指标（如每秒处理5000笔订单）。
  • ​​定位瓶颈​​：识别代码、中间件或硬件瓶颈（如数据库慢查询、线程池满）。
  • ​​预测风险​​：评估系统在超负载或长时间运行时的行为（如内存泄漏、服务雪崩）。

​​典型案例​​：某社交平台新版本发布后，因未对消息推送接口进行压测，导致晚高峰时消息延迟高达10秒，最终通过优化Redis集群配置解决。

​​2. 性能测试的常见指标​​

​​2.1 吞吐量（Throughput）​​
  • ​​定义​​：单位时间内的有效事务处理量，体现系统处理能力。
  • ​​计算方式​​：
    • ​​QPS​​（查询类接口）：SELECT COUNT(*) FROM logs WHERE time > '2023-01-01' 
      QPS = 总成功请求数 ÷ 测试时间（秒）
    • ​​TPS​​（事务类接口）：支付接口要求TPS ≥ 2000（每秒处理2000笔交易）。

这里的事务是人为定义的，所以在使用 TPS 来作为指标时，一定要有相同的参照物。

  • ​​行业案例​​：支付宝2023年双十一峰值TPS达61万，Visa网络全球峰值TPS为6.5万。
​​2.2 并发数（Concurrency）​​
  • ​​定义​​：系统同时处理的活跃请求数，反映实际负载压力。
  • ​​业务模型​​： 
    实际并发数 ≈ (日均请求量 / 86400秒) × 平均响应时间（秒）
    示例：某在线教育平台日活50万，平均课程加载耗时1.2秒，实际并发≈(500000/86400)*1.2 ≈ 7
  • ​​配置参考​​：Tomcat默认线程池200，需根据压测结果调整。
​​2.3 响应时间（Response Time）​​
  • ​​分位值意义​​：
    分位点业务影响优化优先级
    P50基础体验中
    P90核心用户高
    P99极端情况紧急
  • ​​优化案例​​：某银行转账接口P99从800ms优化至300ms，通过异步化改造和数据库索引优化实现。
2.4 并发数，吞吐量和响应时间之间的关系

解释一下这张图

一、吞吐量（Throughput）变化规律​

​1. 轻负载区（Light Load）​​

  • ​变化规律​：吞吐量 ​线性快速上升​
  • ​原因​：
    • 系统资源（CPU、内存、I/O）充足，处理请求无需等待
    • 请求处理管道（如Tomcat线程池、数据库连接池）未达到容量上限
    • ​示例​：当并发数从10增至100时，QPS从200升至2000

​2. 重负载区（Heavy Load）​​

  • ​变化规律​：吞吐量 ​达到峰值后逐渐下降​
  • ​原因​：
    • 关键资源（如数据库连接、线程池）达到容量限制，新请求开始排队
    • 资源竞争导致处理效率降低（如CPU上下文切换频繁）
    • ​示例​：当并发数超过500时，QPS从5000峰值下降至4500

​3. 拥堵区（Buckle Zone）​​

  • ​变化规律​：吞吐量 ​断崖式下跌​
  • ​原因​：
    • 系统过载引发雪崩效应（如缓存击穿、服务熔断）
    • 错误率飙升（如HTTP 503、数据库死锁）
    • ​示例​：并发数突破1000时，QPS从4500骤降至800

​二、响应时间（Response Time, RT）变化规律​

​1. 轻负载区​

  • ​变化规律​：响应时间 ​基本稳定​
  • ​原因​：
    • 请求无需排队，资源即时响应
    • 无锁竞争或I/O等待延迟
    • ​示例​：并发数100时，RT稳定在50ms

​2. 重负载区​

  • ​变化规律​：响应时间 ​显著非线性上升​
  • ​原因​：
    • 请求排队等待资源（如数据库连接池满）
    • 同步阻塞操作增多（如线程等待锁释放）
    • ​示例​：并发数500时，RT从50ms升至300ms

​3. 拥堵区​

  • ​变化规律​：响应时间 ​指数级飙升​
  • ​原因​：
    • 队列深度指数增长（如Tomcat积压请求超过acceptCount）
    • 系统频繁触发超时重试（如HTTP重试风暴）
    • ​示例​：并发数1000时，RT从300ms飙升至5s

​三、资源利用率（Utilization）变化规律​

​1. 轻负载区​

  • ​变化规律​：利用率 ​线性增长​
  • ​原因​：
    • 资源逐步被请求占用（如CPU从20%升至70%）
    • 无资源闲置浪费
    • ​示例​：并发数100时，CPU利用率从30%升至65%

​2. 重负载区​

  • ​变化规律​：利用率 ​达到阈值后趋于平稳​
  • ​原因​：
    • 资源容量达到物理极限（如CPU已达90%无法突破）
    • 资源调度开销增加（如线程切换消耗CPU）
    • ​示例​：并发数500时，CPU稳定在92%

​​3. 拥堵区

  • ​变化规律​：利用率 ​波动或下降​
  • ​原因​：
    • 错误请求导致资源浪费（如建立TCP连接后立即超时断开）
    • 系统过载保护机制生效（如熔断降级丢弃部分请求）
    • ​示例​：并发数1000时，CPU利用率从92%降至85%

​关键变化机理与优化策略​

指标变化驱动因素优化方法
​吞吐量​资源容量与调度效率水平扩展（Kubernetes自动扩缩容）
​响应时间​队列深度与处理延迟异步化改造（消息队列削峰填谷）
​利用率​资源争用与错误处理开销精细化资源分配（CPU绑核、内存分池）

​​​3. 性能测试关注点​​

​​不同角色的核心关注方向​​
角色关注重点典型场景
​​软件测试人员​​接口级性能（如 API 吞吐量、错误率）使用 JMeter 压测支付接口
​​开发人员​​代码执行效率（如 GC 频率、线程阻塞）分析 JVM 内存泄漏
​​运维人员​​基础设施负载（如 CPU 利用率、网络带宽）监控 Kubernetes 集群资源水位
​​业务方​​用户体验（如页面加载时间）首屏渲染 ≤ 2s

​​4. 性能测试分类与实施​​

​​4.1 基准测试​​
  • ​​实施步骤​​：
    1. 单用户执行核心功能（如商品搜索）
    2. 记录无竞争条件下的性能基线
  • ​​输出示例​​：
    接口P99响应时间CPU使用率
    /api/search120ms45%
    /api/checkout250ms60%
​​4.2 负载测试​​
  • ​​阶梯增压策略​​：
    阶段并发数持续时间监控重点
    预热1005分钟JVM编译状态
    爬坡100→50010分钟线性扩展能力
    稳态50030分钟资源泄漏迹象

​​实战案例​​：某视频平台直播接口在500并发时Nginx返回502错误，原因为Tomcat线程池满（maxThreads从500调整至1000）。

​​4.3 压力测试​​
  • ​​破坏性场景​​：
    • 瞬时流量冲击：1秒内并发从100增至5000（模拟微博热搜突发流量）。
    • 依赖故障模拟：关闭数据库从节点，验证主节点高可用性。
  • ​​典型问题​​：某电商系统在300%负载下出现OOM，最终通过堆内存分析定位到缓存未设置TTL。
​​4.4 稳定性测试​​
  • ​​实施要点​​：
    • 持续运行12小时，负载为峰值的70%
    • 监控内存增长（如JVM老年代内存每小时增长>2%则告警）
  • ​​泄漏案例​​：某物流系统运行8小时后线程数从200增至2000，原因为HTTP连接未关闭，增加连接池回收策略后解决。

这里画张图来解释一下不同的测试在测试阶段所处的位置

        负载测试就是找到资源利用率最大的最大并发数

        而压力测试则是寻找使系统崩溃的最大并发数

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编程日记 2025/8/17 21:30:41

react-native搭建开发环境过程记录

主要参考&#xff1a;官网的教程 https://reactnative.cn/docs/environment-setup 环境介绍&#xff1a;macos ios npm - 已装node18 - 已装&#xff0c;通过nvm进行版本控制Homebrew- 已装yarn - 已装ruby - macos系统自带的2.2版本。watchman - 正常安装Xcode - 正常安装和…...

编程日记 2025/8/17 20:06:30

自然语言处理（NLP）技术。

自然语言处理&#xff08;NLP&#xff09;技术可以应用于多个领域&#xff0c;以下是一些示例&#xff1a; 情感分析&#xff1a;NLP可以用来分析文本中包含的情感&#xff0c;帮助企业了解用户对他们产品或服务的感受。例如&#xff0c;社交媒体平台可以利用情感分析技术来监测…...

编程日记 2025/8/17 21:19:28

Ubuntu 安装WPS Office

文章目录 Ubuntu 安装WPS Office下载安装文件安装WPS问题1.下载缺失字体文件2.安装缺失字体 Ubuntu 安装WPS Office 下载安装文件 需要到 WPS官网 下载最新软件&#xff0c;比如wps-office_12.1.0.17900_amd64.deb 安装WPS 执行命令进行安装 sudo dpkg -i wps-office_12.1…...

编程日记 2025/8/17 20:19:47

【WPF】 自定义控件的自定义属性

文章目录 前言一、自定义控件部分二、在页面中使用总结 前言 在一个页面&#xff0c;重复用到同一个自定义控件时&#xff0c;该如何对控件分别进行数据绑定呢&#xff1f;这时候可以赋予控件一个自定义的属性&#xff0c;来完成此操作。 一、自定义控件部分 为自定以控件设置…...

编程日记 2025/8/17 20:15:44