Нагрузочное тестирование

Программный продукт на протяжении всего жизненного цикла разработки проходит множество проверок. Когда он готовится к запуску, одной из проверок, определяющих его готовность, является нагрузочное тестирование. Эта разновидность тестирования производительности позволяет проверить поведение программного продукта в нормальных и пиковых условиях. Это единственный способ узнать, сможет ли ваш продукт справиться с требованиями конечных пользователей.

Если вы создаете приложение и не знакомы с нагрузочным тестированием, эта статья для вас.

Содержание

• Что такое нагрузочное тестирование?
• Как работает нагрузочное тестирование?
• Как проводить нагрузочное тестирование?
• Метрики нагрузочного тестирования
• Преимущества нагрузочного тестирования
• Недостатки нагрузочного тестирования
• Тестирование производительности и нагрузочное тестирование – это одно и то же?
• Заключение

Друзья, поддержите нас вступлением в наш Телеграм-канал QaRocks. Там много туториалов, задач по автоматизации и книг по QA.

Что такое нагрузочное тестирование?

Нагрузочное тестирование – это один из видов тестирования производительности, который оценивает работу приложения в условиях ожидаемой реальной нагрузки. Оно определяет поведение приложения при одновременном доступе некоторого количества пользователей.

Основная цель нагрузочного тестирования – выявить и устранить проблемные места в производительности. Кроме того, оно призвано обеспечить стабильность и бесперебойное функционирование приложения перед его запуском в продакшен.

Цели нагрузочного тестирования:

• Максимально использовать рабочий потенциал приложения
• Определить, может ли обновленная инфраструктура запускать приложение
• Определить устойчивость приложения при пиковой нагрузке
• Определить масштабируемость приложения
• Позволить большему количеству пользователей использовать приложение

Как работает нагрузочное тестирование?

Нагрузочное тестирование предполагает имитацию нагрузки на приложение с помощью специализированных программ. Эти программы создают большое количество виртуальных пользователей, чтобы имитировать реальных пользователей, заходящих в приложение или использующих его одновременно. Тестовое ПО измеряет различные узкие места и атрибуты производительности во время тестирования, например, время отклика.

Если приложение работает нестабильно при обработке нескольких запросов или увеличивает время отклика, то, скорее всего, оно достигло пика своей работоспособности. Это говорит о том, что проблемные места в производительности существуют и их необходимо устранить.

Во время нагрузочного тестирования команда тестировщиков может проанализировать следующие параметры приложений:

• Уровни потребления ресурсов
• Проблемы, связанные с параллелизмом
• Проблемы, связанные с разработкой программного обеспечения
• Производительность комплектующих, таких как процессор и оперативная память
• Производительность балансировщика нагрузки
• Максимальную рабочую нагрузку
• Проблемы с функциональностью приложения при воздействии нагрузки
• Количество пользователей, которое может обработать приложение, прежде чем достигнет своей рабочей нагрузки

Кроме того, нагрузочное тестирование помогает выявить такие проблемы, как задержки в работе системы, медленная загрузка страниц и сбои при различных количествах пользователей, обращающихся к приложению.

Как проводить нагрузочное тестирование?

Вот шаги для проведения нагрузочного тестирования:

1. Определение целей тестирования. Первым шагом будет составление списка целей тестирования. Определите, какие аспекты приложения вы хотите оценить. Далее выясните показатели производительности, которые соответствуют целям тестирования, такие как время отклика, частота ошибок, количество транзакций в секунду, загрузка процессора и памяти.
2. Определение рабочей нагрузки. Для определения рабочей нагрузки необходимо учитывать различные факторы, такие как количество одновременных пользователей, частота транзакций и типы действий, выполняемых пользователями. На основе этих параметров оцените характер рабочей нагрузки и создайте реалистичные сценарии тестирования.
3. Настройка тестовой среды. Следующий шаг заключается в настройке тестовой среды. Это означает настройку специального оборудования, сетевых конфигураций и программных компонентов. Тестовая среда должна быть очень похожа на производственную (продакшен).
4. Выбор инструмента нагрузочного тестирования. Важным моментом нагрузочного тестирования является выбор подходящего инструмента. Этот инструмент должен генерировать желаемую рабочую нагрузку и имитировать поведение реальных пользователей. JMeter и LoadRunner являются одними из самых известных инструментов нагрузочного тестирования. Они позволяют писать скрипты, которые делают различные запросы к серверу, подобно реальным пользователям. Кроме того, с их помощью можно настроить:
   • Количество потоков или виртуальных пользователей
   • Продолжительность нагрузочного теста
   • Атрибуты производительности
   • Графики, которые мы хотим проанализировать, и т.д.
5. Настройка параметров теста. Теперь пришло время задать параметры нагрузки, такие как количество виртуальных пользователей, период постепенного увеличения нагрузки и продолжительность теста. Это поможет вам определить интенсивность нагрузки и время, которое может выдержать приложение под нагрузкой.
6. Выполнение нагрузочных тестов. Выполнение тестовых скриптов, мониторинг показателей производительности, таких как время отклика, использование процессора и памяти, пропускная способность и т. д., при выполнении нагрузочных тестов, а также запись результатов.
7. Анализ результатов. Наконец, проанализируйте результаты нагрузочного теста и найдите проблемные места в производительности, такие как слишком большое время отклика, нехватка ресурсов или высокая частота ошибок.
8. Оптимизация и повторное тестирование. Если вы обнаружили проблемные места в производительности, устраните их, оптимизировав приложение. Проведите повторное тестирование приложения и проверьте, все ли проблемные области в производительности были устранены.

Метрики нагрузочного тестирования

Во время выполнения нагрузочных тестов необходимо следить за некоторыми показателями, поскольку они помогают понять, насколько точно выполняется нагрузочное тестирование при различных тестовых сценариях.

• Среднее время отклика. Это среднее время, необходимое приложению для ответа на запросы пользователей. Другими словами, это скорость реакции приложения на запросы пользователей.
• Коэффициент ошибок. Это отношение количества ошибок, возникших при запросах пользователей, к общему количеству запросов пользователей. Запросом может быть что угодно, например, запрос изображений, текста, веб-страниц, документов или любых других ресурсов. Ошибки при запросах возникают потому, что приложение не в состоянии обработать больше запросов в определенный момент времени.
• Количество запросов в секунду. Эта метрика определяет количество запросов, получаемых сервером приложения за одну секунду.
• Пропускная способность. В нагрузочном тестировании под пропускной способностью понимается количество транзакций в секунду, которое соответствует количеству запросов, получаемых вашим приложением за секунду.
• Количество одновременных пользователей. Эта метрика определяет количество пользователей, использующих приложение в определенный момент времени или в любое время. Она помогает понять, в какое время ваше приложение используется максимальным количеством пользователей.
• Пиковое время отклика. Пиковое время отклика измеряет время, необходимое для цикла запрос-ответ. В отличие от среднего времени отклика, пиковое время учитывает самый длинный цикл.

Преимущества нагрузочного тестирования

Нагрузочное тестирование:

• Выявляет узкие места в производительности перед деплоем приложений на прод.
• Помогает сконфигурировать наиболее оптимальную инфраструктуру для установки, сокращая расходы за счет прекращения работы дополнительных машин. Также можно добавить дополнительную машину в случае неоптимальной инфраструктуры.
• Минимизирует риск простоя, определяя и изолируя запросы, производительность которых необходимо улучшить.
• Обеспечивает чувство уверенности и надежности в работе приложения.
• Снижает стоимость расходов при отказе системы.
• Ппозволяет определить максимальный потенциал приложения. Таким образом, вы можете убедиться, что ваше приложение способно выдержать большое количество пользователей или транзакций.
• Обнаруживает проблемные места в приложении, такие как перегрузка сети, нехватка памяти, медленные запросы к базе данных и т. д.
• Выявляет проблемы, приводящие к высокой нагрузке, такие как медленное время отклика и повышенное количество ошибок.

Устранив проблемы в производительности, найденные благодаря тестированию, вы сможете обеспечить положительный опыт работы вашего приложения для конечных пользователей.

Недостатки нагрузочного тестирования

• Многие инструменты для нагрузочного тестирования являются лицензионными, а лицензии стоят приличных денег.
• Даже при использовании бесплатных инструментов с открытым исходным кодом, таких как JMeter, вам необходимо создать тестовую среду, которая будет похожа на продакшен. Это снова приводит к дополнительным затратам.
• Создание скрипта нагрузочного тестирования требует знания языка программирования, поддерживаемого инструментом.
• Неправильно настроенные или составленные планы/сценарии нагрузочного тестирования могут привести к ложным проблемам производительности, на устранение которых уходит много времени и ресурсов.
• Нагрузочное тестирование является ресурсоемким, оно требует аппаратных и программных ресурсов.
• Нагрузочное тестирование в первую очередь фокусируется на производительности приложения под нагрузкой и не обнаруживает никаких других проблем.
• Вам может показаться сложным смоделировать реальное поведение пользователей.

Тестирование производительности и нагрузочное тестирование – это одно и то же?

Нагрузочное тестирование – это подвид тестирования производительности, который фокусируется на анализе поведения веб-приложений под определенной ожидаемой нагрузкой в течение заранее определенного времени.

Тестирование производительности – это более широкий термин, который включает в себя проверку различных аспектов системы:

• Состояние приложения при нагрузке выше ожидаемой – стресс-тестирование
• Производительность приложения с большим объемом данных – объемное тестирование
• Способность системы выдерживать нормальную нагрузку в течение длительного времени – тестирование выносливости.

Заключение

Нагрузочное тестирование определяет готовность вашего приложения. Оно проверяет поведение системы в нормальных и пиковых условиях. Это один из видов тестирования производительности, которым нельзя пренебрегать перед выпуском программного продукта на рынок.

Перевод статьи «Load Testing».