Что такое нагрузочное тестирование?

Нагрузочное тестирование - это процесс, который позволяет определить, может ли производственная программная система эффективно справляться с реальными условиями нагрузки без ущерба для ожидаемой производительности. Один из видов тестирования производительности, нагрузочное тестирование помогает выявить потенциальные узкие места в приложениях, имитируя одновременных пользователей и транзакции в различных условиях нагрузки.

Во время нагрузочного тестирования инженеры по производительности измеряют такие параметры, как:

Время отклика приложения
Частота ошибок
Пропускная способность
Использование ресурсов сервера

Вы можете настроить тесты для различных системных транзакций, фокусируясь на разных частях вашего приложения - будь то страница входа в систему, страница покупки и т. д.

Нагрузочное тестирование может проводиться в среде, стимулирующей производственную среду, или в самой производственной среде при заданных настройках. Нагрузка может быть задана различными способами, например, количеством запросов или одновременных пользователей. В конечном итоге нагрузочные тесты помогают повысить производительность системы перед развертыванием кода в производственной среде.

Важность нагрузочного тестирования

Одного функционального тестирования недостаточно, чтобы гарантировать, что производственные системы будут работать так, как ожидается, поскольку в реальных сценариях нагрузка на пользователей может быть очень высокой. Проблемы в типичных сценариях тестирования могут остаться незамеченными:

Коде приложений
Инфраструктуре
Сети

Например, могут быть SQL-запросы с большими затратами на запрос или работающие в циклах. Такие запросы могут значительно замедлить работу приложения, что негативно скажется на удобстве работы пользователей. Чтобы решить эту проблему, для критически важных транзакций устанавливаются соглашения об уровне обслуживания (SLA), в которых указываются определенные критерии производительности, которые должны быть соблюдены. Нагрузочные тесты помогают определить, нарушает ли приложение эти заданные значения производительности при различных нагрузках.

По своей сути, проведение нагрузочных тестов позволяет определить аппаратное обеспечение, сеть и инфраструктуру, необходимые для работы системы, а также оценить масштабируемость и надежность приложений.

Как провести нагрузочное тестирование за 5 шагов

Нагрузочное тестирование включает в себя серию тестов, начиная с анализа требований и заканчивая выполнением тестов.

Шаг 1. Анализ требований

Во многих организациях, занимающихся разработкой программного обеспечения, специальная команда инженеров по производительности отвечает за проведение тестов производительности для различных продуктов. Команда инженеров обсудила с ними требования к тесту производительности. Первоначально команда определяет конкретные требования, такие как:

Пользовательские пути
Ожидаемые значения SLA
Конфигурации среды
Сроки

Шаг 2. Создание тестового сценария

Затем команда разработчиков создает сценарии с мапингом соответствующих пользовательских маршрутов. Они также устанавливают необходимые тестовые данные и среды для проведения тестов. В настоящее время существует несколько инструментов нагрузочного тестирования, которые предприятия используют на этом этапе.

Шаг 3. Выполнение нагрузочного теста

Нагрузочное тестирование проводится либо в производственной среде, либо в среде, имитирующей производственную. В нагрузочном тесте с пользовательской нагрузкой команда инженеров производительности постепенно увеличивает нагрузку, создаваемую с помощью генератора нагрузки. Затем они наблюдают, есть ли какие-либо отклонения в метриках, включая:

Частота ошибок
Время отклика
Пропускная способность

В этой совместной работе участвуют команды разработки, базы данных, сети и другие команды тестирования. Здесь команда отслеживает соответствующие журналы, информационные панели и любые другие ресурсы мониторинга.

Шаг 4. Анализ результатов

В конце выполнения нагрузка снижается до нормального состояния. Затем команда производительности собирает автоматически сгенерированные результаты с помощью инструмента нагрузочного тестирования и представляет свои наблюдения, рекомендации и решения команде инженеров для дальнейшего анализа.

Шаг 5. Повторное выполнение

Если тест не удался, команда анализирует связанные с ним пути пользователей в поисках первопричины и устраняет точную проблему. Затем они проводят еще один нагрузочный тест, чтобы убедиться, что исправление оптимизировало работу приложения.

Метрики нагрузочного тестирования

Различные метрики нагрузочного тестирования могут быть определены на основе требований, специфичных для вашей организации и целей. Как правило, следующие метрики используются для формирования базовых показателей производительности приложений при различных условиях нагрузки.

Время отклика

В большинстве нагрузочных тестов измеряется время отклика системы на определенный запрос пользователя. Если время отклика значительно превышает установленное SLA, это свидетельствует о том, что время отклика ухудшает качество обслуживания пользователей. Обычно в качестве окончательного значения принимается среднее время отклика - обычно оно определяется в секундах или миллисекундах.

Количество ошибок

Эта метрика определяет процент неудачных запросов по сравнению с суммой всех запросов. Коэффициент ошибок увеличивается, когда приложение не может обработать их в течение определенного периода времени. Высокий показатель ошибок указывает на узкие места в ресурсах приложения и плохие методы обработки ошибок.

Пропускная способность

Пропускная способность - это количество транзакций, обработанных за единицу времени. Высокая пропускная способность указывает на то, что приложение хорошо работает при высокой нагрузке. Нагрузочное тестирование помогает определить максимальную пропускную способность системы и выявить потенциальные узкие места, которые могут ее ограничить.

Использование процессора и памяти

Поведение этих двух атрибутов отслеживается до, во время и по окончании нагрузочного тестирования, что позволяет командам выявить аномальные скачки или поведение системных ресурсов. Высокое использование процессора или памяти указывает на узкие места в коде и нехватку аппаратных ресурсов. Использование процессора и памяти измеряется в основном в процентах.

Количество запросов в секунду

Сколько запросов получает приложение в секунду? К запросам относятся:

API-запросы
загрузка веб-страниц
Загрузка документов
Загрузка изображений

Большое количество запросов по этой метрике указывает на способность систем обрабатывать и масштабировать большие пользовательские нагрузки.

Сетевая задержка

Эта метрика определяет время, необходимое для прохождения данных между клиентом и сервером. Чем выше задержка, тем ниже производительность системы. Например, сети с высокой задержкой требуют больше времени для получения данных с сервера. Нагрузочное тестирование помогает выявить этот тип проблемы задержки в сети при различных условиях нагрузки.

Преимущества нагрузочного тестирования

Выявление проблем с производительностью

Нагрузочные тесты помогают выявить узкие места в производительности приложений до их развертывания в производстве. В качестве примера можно привести медленные запросы к базе данных, циклы, которые могут серьезно повлиять на производительность под нагрузкой, и проблемы с инфраструктурой.

Нагрузочное тестирование позволяет разработчикам вносить улучшения до развертывания кода в производстве, устраняя будущие проблемы.

Улучшение масштабируемости

В ходе нагрузочного тестирования нагрузка увеличивается постепенно. Этот процесс помогает определить момент, когда приложение ведет себя ненормально или отклоняется от ожидаемого поведения. Это позволяет команде проверить усилия по масштабированию, добавляя больше ресурсов при увеличении нагрузки.

Улучшение пользовательского опыта

Нагрузочные тесты позволяют выявить проблемы с производительностью приложения еще до его внедрения в производство, предоставляя пользователям наиболее оптимизированные версии приложения. Количество ошибок и время отклика могут быть значительно снижены, если связанные с ними проблемы будут выявлены и устранены заранее. Таким образом, пользователи смогут наслаждаться функциями вашего приложения без каких-либо проблем с производительностью.

Сократите ненужные расходы

Иногда могут возникать перебои в работе приложения или оно может перестать реагировать на неожиданно высокую нагрузку пользователей. Такие перебои могут привести к значительным финансовым потерям для организации. Нагрузочные тесты помогают команде подготовить производственную среду к таким проблемам путем тонкой настройки кода, сети и инфраструктуры для оптимизации производительности.

Важность нагрузочного тестирования

Нагрузочное тестирование имеет решающее значение для обеспечения производительности и надежности производственных программных систем. Оно помогает выявить узкие места и слабые стороны, влияющие на ожидаемую производительность системы.

Нагрузочное тестирование позволяет получить ценную информацию о производительности приложения, анализируя такие показатели, как время отклика, частота ошибок, пропускная способность, использование процессора и памяти, количество запросов в секунду и задержки в сети. Нагрузочное тестирование дает множество преимуществ, таких как выявление и устранение проблем с производительностью, улучшение масштабируемости, повышение качества обслуживания пользователей и минимизация ненужных затрат.