對(duì)Web服務(wù)器進(jìn)行壓力測(cè)試

1、測(cè)試方法傳統(tǒng)的測(cè)試方法包括某種形式的簡(jiǎn)單單元測(cè)試，通常由開發(fā)人員執(zhí)行。設(shè)計(jì)這些測(cè)試需要了解軟件的內(nèi)部知識(shí)，并且這些測(cè)試幾乎總是針對(duì)產(chǎn)品的非常小的、特定的部分。這些類型的測(cè)試非常適合與其他代碼組件極少交互，甚至沒有交互的簡(jiǎn)單Web服務(wù)。功能驗(yàn)證(Functional Verification)也是一種測(cè)試過程，在這個(gè)過程中，對(duì)產(chǎn)品源代碼了解有限的設(shè)計(jì)者進(jìn)行測(cè)試以確認(rèn)產(chǎn)品或服務(wù)的核心功能。設(shè)計(jì)這種測(cè)試是為了證明這個(gè)核心功能符合某個(gè)規(guī)范。舉個(gè)例子，我的在線拍賣顯示的是輸入的正確出價(jià)嗎？我的保險(xiǎn)經(jīng)紀(jì) 人系統(tǒng)找到最便宜的報(bào)價(jià)了嗎？如果這些測(cè)試失敗，通常就意味著檢測(cè)到了產(chǎn)品的一個(gè)基本問題(這個(gè)問題通常是可

2、以直接修復(fù))。這種測(cè)試也是適合簡(jiǎn)單的Web服務(wù)，使您可以檢查服務(wù)是否能夠正確執(zhí)行它的各個(gè)功能。系統(tǒng)測(cè)試(System Test)通常是在功能驗(yàn)證階段完成，驗(yàn)證了核心功能后進(jìn)行。它傾向于 把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)整體來查找問題一弄清Web服務(wù)作為系統(tǒng)的一部分怎樣運(yùn)作，以及Web服務(wù)相互之間如何交互。由于系統(tǒng)測(cè)試是在開發(fā)生命周期快結(jié)束時(shí)才進(jìn)行，所以通常不能給它分配足夠的時(shí)間來完成。又因?yàn)榫o張的發(fā)行日程安排以及開發(fā)的各個(gè)重要階段的后 移，系統(tǒng)測(cè)試階段經(jīng)常被忽略，并且一些通常都可以發(fā)現(xiàn)的、少見的錯(cuò)誤都不能被檢測(cè)到。即使發(fā)現(xiàn)了這種錯(cuò)誤，這時(shí)也來不及確定錯(cuò)誤的原因并設(shè)法修復(fù)它們了。因此，在查找代碼錯(cuò)誤時(shí)，必需把

3、系統(tǒng)測(cè)試應(yīng)用設(shè)計(jì)得盡可能高效。系統(tǒng)測(cè)試通常由三部分組成，它們是：性能(Performanee)：這涉及到確定相關(guān)的產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的過程。例如：每秒有多少條消息？ 一個(gè)服務(wù)可同時(shí)接受多少個(gè)用戶?案例（Seenario ）:這是重新創(chuàng)建客戶所需的確切配置的過程。因此在案例中發(fā)現(xiàn)的任何問題都可以在客戶使用該產(chǎn)品之前被檢測(cè)出來。壓力（或稱工作負(fù)載平衡）：它與另兩個(gè)部分不同，因?yàn)樗辉O(shè)計(jì)為通過應(yīng)用很大的工作負(fù)載來使軟件超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。如果壓力測(cè)試通過對(duì)產(chǎn)品保持高強(qiáng)度的使用（但 不超過性能統(tǒng)計(jì)數(shù)字確定的限制）能有效地執(zhí)行，那么它就經(jīng)常能夠發(fā)現(xiàn)許多隱蔽 的錯(cuò)誤，而這些錯(cuò)誤用上面提到的任何其他技術(shù)都是發(fā)現(xiàn)不了的（這

4、些錯(cuò)誤也經(jīng)常 是最難修復(fù)的）。從檢測(cè)代碼錯(cuò)誤這方面來說，可以證明這三個(gè)系統(tǒng)測(cè)試組件中效率最高的是壓力測(cè)試部分。但由于這個(gè)過程經(jīng)常跟系統(tǒng)的其他要素或功能測(cè)試 混淆在一起，所以這個(gè)過程涉及到的方法還沒有被正確著手處理或?qū)崿F(xiàn)。壓力下的錯(cuò)誤使用壓力測(cè)試，您有希望找到很多種用其他測(cè)試方法更難發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。有兩種錯(cuò)誤類型是：內(nèi)存泄漏（Memory leak）： 一種極難檢測(cè)的現(xiàn)象。內(nèi)存泄漏經(jīng)常發(fā)生在已發(fā)行的產(chǎn) 品中，原因很簡(jiǎn)單，很難設(shè)計(jì) 測(cè)試用例 來檢測(cè)它們。使用簡(jiǎn)單的功能測(cè)試，幾乎發(fā) 現(xiàn)不了內(nèi)存泄漏問題，因?yàn)樵诋a(chǎn)品完成之前測(cè)試沒對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行足夠多的使用。內(nèi)存泄漏通常要求操作要重復(fù)非常多的次數(shù)以使內(nèi)存消耗達(dá)到

5、能引起注意的程度。盡管 與其它編程語言（如 C/C+ ）相比，Java程序更難引入內(nèi)存泄漏錯(cuò)誤，但只要程序 仍保持著對(duì)對(duì)象的引用，該對(duì)象仍有可能被實(shí)例化并且它占用的內(nèi)存永遠(yuǎn)不會(huì)被釋放。2.并發(fā)與同步（Concurrency and Synchronization）：壓力測(cè)試在查找并發(fā)性問題上非常出眾，這是因?yàn)樵谌魏我粋€(gè)測(cè)試生命周期中，它都應(yīng)用了許多不同的代碼路 徑和定時(shí)條件。一般的規(guī)則是，壓力測(cè)試運(yùn)行的時(shí)間越長，涉及并應(yīng)用的代碼路徑 組合和定時(shí)條件就越多。當(dāng)然，這也的確使得這些問題很難再現(xiàn)（錯(cuò)誤可以在5分鐘或5天后發(fā)生）。死鎖、線程泄漏以及任何一般的同步問題通常只能在壓力測(cè)試 階段被檢測(cè)出來。

6、這些類型的問題很難通過執(zhí)行單元測(cè)試來發(fā)現(xiàn)。開發(fā)人員不會(huì)一 直考慮他或她的代碼將與其他地方的代碼（在執(zhí)行單元測(cè)試時(shí)這些代碼可能還沒寫 出來）進(jìn)行交互?，F(xiàn)有的壓力測(cè)試工具有許多聲稱能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行壓力測(cè)試的可用工具目前正在開發(fā)中。被廣泛應(yīng)用的是針對(duì) Web服務(wù)的那些工具。然而，這些工具中有許多只是簡(jiǎn)單的HTML/SOAP生成器，它們模擬許多客戶機(jī)連接，并因此對(duì) Web服務(wù)器生成高負(fù)載（這對(duì)于查找 Web服務(wù)器的問題很有用， 但 對(duì)于查找 Web服務(wù)的問題就沒那么有用了）。這些工具對(duì)基本的壓力測(cè)試比較有用，但它 們經(jīng)常是僅僅擴(kuò)展功能驗(yàn)證階段來重復(fù)地執(zhí)行相同的功能任務(wù)。如果足夠的時(shí)間和資源可 用，就可以

7、通過創(chuàng)建定制構(gòu)建的壓力測(cè)試系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)更有效的測(cè)試。由于壓力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者通常對(duì)要測(cè)試的產(chǎn)品和 Web服務(wù)有更多的了解，所以他們將能夠確保壓力系統(tǒng)可以用于哪 些具體的代碼區(qū)域。設(shè)計(jì)壓力應(yīng)用設(shè)計(jì)試圖對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行壓力測(cè)試的壓力測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，要讓它們以某種特定的方式運(yùn)行代 碼。這些風(fēng)格超越了功能驗(yàn)證，目的是要弄清楚被測(cè)試的Web服務(wù)是不是不僅能做我們認(rèn)為它能做的事，而且在被施加了某些高強(qiáng)度壓力的情況下仍然繼續(xù)正常運(yùn)行。壓力測(cè)試必須對(duì)Web服務(wù)應(yīng)用四個(gè)基本條件。許多已建立的壓力系統(tǒng)應(yīng)用了這些條件。有效的壓力測(cè)試 系統(tǒng)將應(yīng)用以下這些關(guān)鍵條件：重復(fù)（Repetition ）：或許最明顯的且最容易理解的壓力條

8、件就是測(cè)試的重復(fù)。換句話說，測(cè)試的重復(fù)就是一遍又一遍地執(zhí)行某個(gè)操作或功能，比如重復(fù)調(diào)用一個(gè) Web服務(wù)。功能驗(yàn)證測(cè)試可以用來被弄清楚一個(gè)操作能否正常執(zhí)行。而壓力測(cè)試將確定 一個(gè)操作能否正常執(zhí)行，并且能否繼續(xù)在每次執(zhí)行時(shí)都正常。這對(duì)于推斷一個(gè)產(chǎn)品 是否適用于某種生產(chǎn)情況至關(guān)重要?？蛻敉ǔ?huì)重復(fù)使用產(chǎn)品，因此壓力測(cè)試應(yīng)該 在客戶之前發(fā)現(xiàn)代碼錯(cuò)誤。許多最簡(jiǎn)單的壓力系統(tǒng)只實(shí)現(xiàn)這一個(gè)條件，但簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò) 展功能驗(yàn)證測(cè)試來多次重復(fù)并不能構(gòu)成一個(gè)有效的壓力測(cè)試。當(dāng)與下面的一些原則 結(jié)合起來使用時(shí)，重復(fù)就可以發(fā)現(xiàn)許多隱蔽的代碼錯(cuò)誤。并發(fā)（Concurrency）：并發(fā)是同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作的行為。換句話說，就是在同一

9、時(shí)間執(zhí)行多個(gè)測(cè)試，例如在同一個(gè)服務(wù)器上同時(shí)調(diào)用許多Web服務(wù)。這個(gè)原則不一定適用于所有的產(chǎn)品（比如無狀態(tài)服務(wù)），但是多數(shù)軟件都具有某個(gè)并發(fā)行為或多線程行為元素，這一點(diǎn)只能通過執(zhí)行多個(gè)代碼示例才能測(cè)出來。功能測(cè)試或單元測(cè)試幾乎不會(huì)與任何并發(fā)設(shè)計(jì)結(jié)合。壓力系統(tǒng)必須超越功能測(cè)試，要同時(shí)遍歷多條代碼路徑。至于怎么做到這一點(diǎn)取決于具體的產(chǎn)品。例如，一個(gè)Web服務(wù)壓力測(cè)試需要一次模擬多個(gè)客戶機(jī)。 Web服務(wù)（或者任何多線程代碼）通常會(huì)訪問多個(gè)線程實(shí)例 間的一些共享數(shù)據(jù)。因額外方面的編程而增加的復(fù)雜性通常意味著代碼會(huì)具有許多 因并發(fā)引起的錯(cuò)誤。由于引入并發(fā)性意味著一個(gè)線程中的代碼有可能被其他線程中 的代碼中

10、斷，所以錯(cuò)誤只在一個(gè)指令集以特定的順序（例如以特定的定時(shí)條件）執(zhí) 行時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。把這個(gè)原則與重復(fù)原則結(jié)合在一起，您可以應(yīng)用許多代碼路徑和定時(shí)條件。量級(jí)（Magnitude ）:壓力系統(tǒng)應(yīng)該應(yīng)用于產(chǎn)品的另一個(gè)條件考慮到了每個(gè)操作中的負(fù)載量。壓力測(cè)試可以重復(fù)執(zhí)行一個(gè)操作，但是操作自身也要盡量給產(chǎn)品增加負(fù)擔(dān)。例如，一個(gè)Web服務(wù)允許客戶機(jī)輸入一條消息，您可以通過模擬輸入超長消息的客戶機(jī)來使這個(gè)單獨(dú)的操作進(jìn)行高強(qiáng)度的使用。換句話說就是，您增加了這個(gè)操作的 量級(jí)。這個(gè)量級(jí)總是特定于應(yīng)用的，但是可以通過查找產(chǎn)品的可被用戶計(jì)量和修改 的值來確定它 一例如，數(shù)據(jù)的大小、延遲的長度、資金數(shù)量的轉(zhuǎn)移、輸入速度以

11、 及輸入的變化等等。單獨(dú)的高強(qiáng)度操作自身可能發(fā)現(xiàn)不了代碼錯(cuò)誤（或者僅能發(fā)現(xiàn)功能上的缺陷），但與其他壓力原則結(jié)合在一起時(shí)，您將可以增加發(fā)現(xiàn)問題的機(jī)會(huì)。隨機(jī)變化：最后一點(diǎn)，任何壓力系統(tǒng)都多多少少具有一些隨機(jī)性。如果您隨機(jī)使用前面的壓力原則中介紹的無數(shù)變化形式，您就能夠在每次測(cè)試運(yùn)行時(shí)應(yīng)用許多不同的代碼路徑。下面是幾個(gè)關(guān)于怎樣在測(cè)試生命周期內(nèi)改變測(cè)試的示例。使用重復(fù)時(shí)，在重新啟動(dòng)或重新連接服務(wù)之前，您可以改變重復(fù)操作間的時(shí)間間隔、重復(fù)的次數(shù)，或者也可以改變被重復(fù)的 Web服務(wù)的順序。使用并發(fā)，您可以改變一起執(zhí)行的 Web 服務(wù)、同一時(shí)間運(yùn)行的Web服務(wù)數(shù)目，或者也可以改變關(guān)于是運(yùn)行許多不同的服務(wù) 還

12、是運(yùn)行許多同樣的實(shí)例的決定。量級(jí)或許是最容易更改的一每次重復(fù)測(cè)試時(shí)都可以更改應(yīng)用程序中出現(xiàn)的變量（例如，發(fā)送各種大小的消息或數(shù)字輸入值）。如 果測(cè)試完全隨機(jī)的話，因?yàn)楹茈y一致地重現(xiàn)壓力下的錯(cuò)誤，所以一些系統(tǒng)使用基于 一個(gè)固定隨機(jī)種子的隨機(jī)變化。這樣，用同一個(gè)種子，重現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)就會(huì)更大。一個(gè)壓力測(cè)試通常會(huì)結(jié)合上述的所有原則， 并且在允許的范圍內(nèi)盡可能長時(shí)間地運(yùn)行。 測(cè)試 被允許的執(zhí)行時(shí)間越長， 就可以遍歷越多的代碼路徑，并且發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤也越多。當(dāng)然，一旦找到錯(cuò)誤就必須診斷并修復(fù)它。 由于一個(gè)代碼錯(cuò)誤可以在壓力測(cè)試運(yùn)行多日以后自己顯示出否則可能就必須花費(fèi)來，所以系統(tǒng)必須保證當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)所有可用的調(diào)試信息都被生成 同樣多