19|性能测试工具:如何选择最合适的性能测试工具?
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你好,我是尉刚强。这节课,我们来聊聊性能测试工具的选择和使用。
我们都知道,性能测试是在确保软件功能正确的前提下,通过一些测试与加压手段,来衡量软件性能表现、分析性能问题的一种技术方法。而性能测试工具,则是支撑性能测试工作效率的重要保障之一,所以在进行性能测试之前,选择一款合适的性能测试工具非常重要。
不过,虽然很多工具使用的性能测试原理是相似的,但由于不同业务领域的差异性太大,选用的性能测试工具可能完全不同。
比如说,企业应用服务领域与专用设备领域所使用的性能测试工具,就是完全不同的体系,像 LoadRunner 这类就属于企业应用服务领域的性能测试工具。而在专有设备领域中,智能汽车、无线通信设备所使用的性能测试工具,有很多都是专属硬件设备,基本都是定制化的,所以对其他领域的性能测试工具的选择借鉴意义很小。
因此今天这节课,我要给你介绍的性能测试工具选择,就主要聚焦在企业应用与服务级的维度上。
另外我们也知道,如今处于富技术工具的时代,单独针对某个业务领域的性能测试,可选的性能测试工具也依旧非常多。但如果我们选择的性能测试工具不合适,就将会长期影响到整个团队的性能测试效率和成本。
所以接下来,我会先给你介绍下该领域的性能测试工具现状与发展趋势,在此过程中,你就能明白每种性能测试工具的特点和优势,以及它背后主要解决了什么问题。然后,我还会带你理解选择性能测试工具的参考标准。这样,当你在掌握了选择这些工具的参考标准之后,也就找到了理解它们背后工作原理的捷径,以后在进行性能测试之前,你就可以快速地找到合适的性能测试工具,提升性能测试的效率。
性能测试工具的现状与发展趋势
好,下面我们就先来了解下,应用服务级性能测试工具的现状和发展趋势。不过在开始之前,我想先说明一下今天我要给你介绍的性能测试的相关工具,主要包括:JMeter、LoadRunner、Locust、PTS、k6、Postman、Chrome 调试器等。
虽然在课程中,我无法全面地罗列出目前业界所有的测试工具,但这些工具里有很多都是我在以往项目中真实使用过的,所以它们一定是最具代表性的。学完这部分内容后,接下来你就只需要搞明白自己当前业务产品的性能测试需求,就可以据此选择出合适的性能测试工具了。
OK,现在,我们就来具体了解下性能测试工具的变化趋势。早期的性能测试工具以 JMeter、LoadRunner 为代表,它们都使用桌面程序的运行方式,在业界也已经有很长的应用历史,所以内置的功能很丰富。而由于早期软件工程的生命周期很长,性能测试工具通常是从企业级应用的端到端进行性能测试,并会由专门的测试人员长期负责。所以,这类性能测试工具的特点就是功能相对比较封闭,而且使用起来也比较笨重。
但如今,软件技术架构与软件工程都发生了很大的演进变化,比如软件技术架构从单体转向了分布式微服务化,而软件工程管理也从瀑布式向敏捷式这种更加快速的迭代方式演进。所以,为了更好地适应这个时代,性能测试工具也发生了很大改变。其中,云服务化、代码化就是两个最主要的变化趋势,下面我来重点说明下。
云服务化性能测试工具
现在可以说是云原生(Cloud Native)的时代,所有的技术与服务都逐步开始提供按需服务的能力,而性能测试对计算资源的需求比较大,所以按需使用的能力也很重要。
那么,关于云服务化的性能测试工具,这里我给你介绍一个典型的代表:阿里云的 PTS。
PTS(Performance Test Service)是阿里云上提供的一个性能测试服务,你在登录购买之后就可以立即使用。下面展示的就是 PTS 登录之后的控制器界面视图:
从图中你能看出,阿里云的 PTS 提供了场景录制、场景管理、施压配置、报告分析等性能测试相关的所有基本功能。当然,它最大的特点是支持非常大的弹性计算能力,所以你可以很轻松地配置出超级大规模和强度的压力性能测试。
实际上,云服务化的性能测试工具,与传统的性能测试工具(如 JMeter)在界面交互上是比较像的,所以,对原来使用传统性能测试工具的程序员来说切换成本并不大。同时,云服务化的性能测试还提供了比较完整的帮助手册,所以学习成本也比较低,非常容易上手。
另外,从阿里云的 PTS 使用界面上你也会发现,云端性能测试工具还有一个好处,就是可以帮助我们省去性能测试时安装测试工具的步骤。因此,如果你的性能测试场景不是特别复杂,也不需要考虑性能测试与 CI 流水线集成的场景,那么使用云端性能测试工具,就会是一个不错的选择。
代码化性能测试工具
如果你是一个非常喜欢敲代码的程序员,那么你可能会对界面化的性能测试工具没有什么好感,毕竟这种工具是通过界面的配置能力来生成测试代码的,所以并没有代码实现灵活和丰富。
不过我告诉你,现在有些性能测试工具,已经可以完全基于代码来开发性能测试场景用例了,所以你就可以像开发业务代码一样去编写性能测试用例,比如 Locust、k6 等。我把这种工具归纳为代码化性能测试工具。
这里我先以 Locust 为例,给你展示下它基于代码开发性能测试用例的过程。
实际上,对于这种性能测试工具来说,你可以完全基于 Python 来编写构造性能测试用例,下面的示例是我曾经编写的一个性能测试用例中的小片段,代码中要体现的功能是测试接口发送一个 POST 请求,并且携带 cookies 和 body 消息体:
// test_submit_case.py
from locust import HttpLocust, TaskSet, task
class WebsiteTasks(TaskSet):
@task
def add_entry(self):
body ={“field_1”:“asdf”}
cookies = dict(_session=‘V1hjaWV4Ujd3WndDWWZBa0ZiTjdvd2tlV2p3NmtkUzA0RTM2c213SUs3TXpDQlhqT1BoRzFKUVBwZEhXbThPMjZGdUU3bUpPYjRTNEx5RFBxaEJaUEFYVUtFZHhMdUFDd1o3SldScjFzbkc1TGpqV2xnRjdhSXRaUEIvYi95WHd1WlZZU3BiQ0VUM0U1M1BDVFNzLzFBPT0tLVB2bUkyMVgrQkJKK0VsNWI5bndzTFE9PQ%3D%3D–109ab671b0bbc1fd56af4b87a1fcea3d61faeedd’, path=’/’, domain=‘localhost’, Expires=‘Tue, 19 Jan 2038 03:14:07 GMT’)
self.client.post("/test/api", json=body,cookies=cookies)
class WebsiteUser(HttpLocust):
task_set = WebsiteTasks
min_wait = 5000
max_wait = 15000
这样,在运行如下代码之后,你就可以在界面启动性能测试和查看结果了。
locust -H https://xxx.net -f ./test_submit_case.py
而 k6 也是基于代码化的性能测试工具,但同时,它也提供了基于界面自动生成性能测试代码的机制。这是一个使用 Node.js 编写的性能测试用例,用来测试页面的 get 操作:
//test_get.js
import http from ‘k6/http’;
import { sleep } from ‘k6’;
export default function () {
http.get(‘http://test.k6.io’);
sleep(1);
}
在安装完 k6 之后,你就可以使用命令k6 run testget.js
来运行上面的性能测试用例,并且生成测试结果以供进行性能分析。
实际上,k6 也是一款云服务化的性能测试工具,当你注册登录了 k6 Cloud 之后,就可以直接在 k6 Cloud 上使用脚本或者界面创建性能测试用例。
作为辅助使用的性能测试工具
另外,还有一些性能测试工具,它们提供的功能并不算非常完备,比如 Postman 工具,它可以临时地针对某个 REST 接口进行性能测试,所以在做性能测试用例开发和调试时,你可以拿来使用。而还有一些工具只是作为性能测试工具的协助手段,比如 Chrome 调试器,你可以用它来快速获取一个 REST 请求的 Node.js 接口调用代码。
这里我们也来看看使用 Chrome 调试器的具体操作流程:首先,使用快捷键进入 Chrome Debug 模式,在操作 Web 页面之后,在菜单 Network 下寻找到被测试的 REST 接口;然后点击右键,我们就可以选择对应的菜单操作,如以下截图所示:
操作之后,你就可以获取对应 REST API 调用的 Node.js 代码,如下所示:
fetch(“https://www.joycode.art/images/logo.png", {
“headers”: {
“sec-ch-ua”: “"Chromium";v="88", "Google Chrome";v="88", ";Not A Brand";v="99"”,
“sec-ch-ua-mobile”: “?0”
},
“referrer”: “https://www.joycode.art/blog/01-test-design/",
“referrerPolicy”: “strict-origin-when-cross-origin”,
“body”: null,
“method”: “GET”,
“mode”: “cors”
});
接着,你就可以将其添加到 k6 对应的性能测试脚本中,来运行性能测试。当然,你也可以完全使用 Node.js,来自己快速开发构造一个简易的性能测试场景。
好,到这里,我们就对性能测试工具的使用现状和发展趋势有一定的了解了。不过我们还是需要再进一步思考一下:现在的性能测试工具这么多,并不是每一款都适合自己的性能测试场景呀。所以,我们还需要基于一些评选参考标准,来帮助我们选择合适的性能测试工具。
性能测试工具评选参考因素
我们知道,传统的性能测试是在项目交付的后期开展的,而这样做会出现的问题就是,通过性能测试发现的性能问题,修复成本太大,甚至可能会打乱产品的交付节奏与计划。同时,由于性能测试与开发之间的脱节情况也比较严重,所以就会导致性能测试问题的发现与分析过程效率很低。
因此,为了更好地开展性能测试,我们其实可以把性能测试的工作尽量提前,打破性能测试团队与特性开发团队之间的壁垒,让性能测试成为研发团队内部的一项活动。
那么为了更好地实现这个目标,依据我在性能测试中积累的实践经验,我给你总结了一些很实用的评选参考标准,你可以基于这些标准来选择性能测试工具,这样就可以更好地把测试工作和开发工作结合起来,进一步也就可以帮助团队之间进行良好的协作了:
这些评选参考标准是按照优先级程度由高到低排列的,下面我就逐个给你详细介绍下。
- 是否支持测试接口类型
首先你要注意,这其实是一个必要的条件。也就是说,这个评判标准与软件是否满足业务功能一样重要。毕竟如果测试工具不支持测试接口,那就不能完成最基本的性能测试需求了。
我举个例子,如果你的被测接口是 FTP 接口,但选择的性能测试工具只支持对 REST 接口的测试,那么这款性能测试工具就不是一个好的选择。像 JMeter 这类历史沉淀比较久的性能测试工具,它所支持的测试接口类型就很丰富,比如 MOM(Message-Oriented Middleware,消息中间件)、JDBC SQL、FTP 等。
但在新的软件技术架构实现中,接口越来越标准化,所以现在新产生的性能测试工具,支持的接口类型可能就比较少(比如 PTS 就没有 LoadRunner 支持的接口多)。因此,在选择性能测试工具前,你首先需要确保该工具支持你需要进行性能测试的所有接口类型。
- 压测资源的弹性能力
这同样也是一个很重要的考虑因素,但也是在调研和选择性能测试工具时,我们比较容易忽略的因素。以 Locust 性能测试工具为例,受制于本地 CPU 的单核性能,当压测并发用户数达到一定的数量时,测试工具侧的性能就很容易先到达瓶颈,从而造成测试出的系统性能不准确。
那么这个时候,你其实也可以通过分布式部署和运行模式,同时启动很多个节点来进行性能测试,但这样造成的性能测试复杂度就增加了。也就是说,如果你使用 JMeter、LoadRunner 这类需要安装部署的性能测试工具,就需要考虑到这些因素。
但对于像云服务化的性能测试工具,比如 PTS,你就不用担心性能测试工具本身的性能限制了。
- 代码化能力
这是我个人很看重的一项评估依据。为了提升运维效率,DevOps 已经被更多人所关注和认可,而基础设施代码化是支持 DevOps 的重要技术手段之一。那么对性能测试而言,测试用例代码化带来的好处,就是你不仅可以使用版本管理工具来管理测试用例,还能更容易地实现性能测试自动化,并且能很方便地集成到 CI 流水线上。
- 测试结果的可视化能力
很多性能测试工具都支持了测试结果的图形化显示,但是你要注意,这中间依旧存在一定的差异。
首先,不同的图表显示方式对结果分析的帮助是不一样的;其次,性能测试结果还有一个重要价值,就是可以帮助我们分析软件迭代演进期间,性能基线的变化趋势。
比如,使用 k6 这种性能测试工具,可以便于我们把最终的测试结果对接到数据库中,然后我们就可以使用 Grafana 去显示和分析性能基线的变化趋势。那么,这种可视化能力的价值,就要大于只能在工具内来图形化显示性能数据的能力。
- 安装部署便利性
这也是一个考量因素。我们知道,有些性能测试工具,可能只需几个命令就可以自动化安装了,而基于云的性能测试工具,可能压根就不需要去安装。
那么就我的观察和实践,我发现越复杂的安装过程,就越容易在安装过程中出错,而且对每一位使用该工具的研发人员来说,这都是不能逃避的工作。所以,从整个研发团队的角度来思考的话,需要安装部署的性能测试工具所花费的成本会更大。
- 是否支持录制脚本
使用录制脚本可以比较方便地构造测试场景与数据,但是以我个人的经验而言,这个优先级并不是非常高。
主要是由于两方面的因素:一方面,我们在录制脚本的使用过程中很容易出错,而且还需要手动修改生成的脚本,使用起来也不是非常高效;另一方面,录制脚本的部分能力,我们其实可以依赖其他工具协助完成,比如 Chrome 的 Debug 模式。
- 是否收费,是否有售后
这个考量因素的优先级因公司而异,有些公司并没有支付性能测试工具的预算,所以收费产品只能排除在外。而有些公司会有这样的预算,那么你就可以从研发团队成本的视角,来考虑选择合适的性能工具。
小结
首先你要知道,对软件系统的性能测试并不是一次性的,为了保持软件系统在演进过程中的性能,可以长期处于有效状态,你需要不断对其进行性能测试,而性能测试工具就是保证性能测试效率的关键因素。
那么在今天的课程中,我就从企业应用与服务级的性能测试视角,给你介绍了性能测试工具的发展现状。同时,基于为了更好地开展性能测试的目标,我还带你了解了选择性能测试工具的一些参考因素。当你参与产品的性能测试场景与需求存在差异时,你仍然也可以参考这些评选参考因素中的内容,来作为你选择性能测试工具的依据。
思考题
在你的产品性能测试中,性能测试用例是代码化的吗?具体用例是怎么管理的呢?
欢迎在留言区分享你的答案和思考。如果觉得有收获,也欢迎你把今天的内容分享给更多的朋友。
文章作者 anonymous
上次更新 2024-02-28