Das Testen einer Softwareanwendung ist nicht mehr so einfach wie die korrekte Anwendung ihrer Funktionen. Die Bedeutung von Skalierbarkeitstests kann nicht ignoriert werden, da auf öffentlich verfügbare Anwendungen von jedermann, jederzeit und von überall auf der Welt zugegriffen werden kann. Sie kümmern sich nicht mehr darum, wie Ihre Anwendungen lokal funktionieren. Jetzt müssen Sie sicherstellen, dass Ihre Anwendung von mehreren Standorten auf der ganzen Welt, von verschiedenen Geräten und Netzwerkbedingungen aus zuverlässig ist und nahtlos funktioniert, wenn die Anzahl der Benutzer im Laufe der Zeit zu- und abnimmt. Wo Skalierbarkeitstests einst aus Sicht der Softwareentwicklung ein “nice to have” waren, hat sie sich aufgrund der Anforderungen der Nutzer und der natürlichen Entwicklung des modernen Internets zu einem “Must Have” entwickelt.
Während die Funktionen einer Anwendung reibungslos und einwandfrei funktionieren müssen, können Benutzer durch seine Stabilität und Reaktionsfähigkeit stärker beeinflusst werden. Leistungstests sind ein wesentlicher Aspekt nicht-funktionaler Tests. Es gibt viele Arten von Leistungstests , die je nach Art der Verwendung, die für diese spezifische Anwendung erwartet wird, erforderlich werden. Betrachten wir als nächstes den Prozess der Leistungstests im Detail.
Was ist Web Application Performance Testing?
Leistungstests beziehen sich auf die Analyse von Dingen wie Geschwindigkeit, Reaktionsfähigkeit, Skalierbarkeit und Stabilität einer Anwendung unter unterschiedlichen Nutzungsniveaus (Stress). Um dies zu tun, können Entwickler Perioden höherer Nutzung künstlich durch manuelle Methoden oder bestimmte Leistungstesttools induzieren. Wir werden uns einige von ihnen später in diesem Artikel ansehen.
Es gibt hauptsächlich drei Arten von Leistungstests. Die primäre Methode zum Testen der Leistung einer Anwendung besteht darin, unterschiedliche Laststufen anzuwenden und ihre Leistung zu analysieren.
Lasttests
Auslastungstests bieten detaillierte Einblicke in die Tarife der Anwendung mit unterschiedlichen Nutzungsmengen. Plötzliche Nutzungsspitzen werden auch induziert, um festzustellen, wie Anwendungen reagieren und wie infrastruktural skaliert wird. Innovative Auslastungstesttools wie LoadView ermöglichen die Analyse von Anwendungen auf der Grundlage des Datenverkehrs von verteilten geografischen Standorten. Diese Art von Tests kann für eine globale Benutzerbasis von wesentlicher Bedeutung sein.
Ausdauertests
Dauertests sind eine weitere nützliche Art von Test, bei dem eine Anwendung über einen längeren Zeitraum höheren Belastungen ausgesetzt ist. Der Hauptvorteil von Dauertests besteht darin, Probleme wie Speicherlecks zu identifizieren, die durch längere Zeiträume mit hoher Auslastung und andere Schwachstellen in der Infrastruktur verursacht werden können.
Stresstests
Stresstests wurden mit dem Konzept der Software Resilience Engineering populär. Entwickler können den Punkt identifizieren, an dem Anwendungen (oder eine oder mehrere ihrer Komponenten) aufgrund einer extrem hohen Auslastung fehlschlagen. Während es für diejenigen, die mit der Entwicklung von Software-Resilienz nicht vertraut sind, kontraintuitiv erscheinen mag, eine Anwendung oder ein System an die Belastungsgrenze zu bringen, bietet es Entwicklern und Testern einen Einblick in die genaue Last oder Belastung, die ein System aushalten kann, bevor es abstürzt. Zweifellos wird es zu Misserfolgen kommen, und es ist am besten, darauf vorbereitet zu sein. Stresstests zeigen auch, wie Ihr System reagiert und sich erholt. Stresstests können auch zeigen, dass Infrastruktur- und Kapazitätsinvestitionen notwendig sind.
Angenommen, Sie werden eine neue Produkt- und Marketingkampagne starten, und Sie haben den Datenverkehr geschätzt, der auf Ihrer Website und Ihren Anwendungen generiert wird. Wenn Ihre Anwendung während des Stresstests früher als erwartet fehlschlägt, ist dies ein Hinweis darauf, dass wahrscheinlich mehr Systemressourcen erforderlich sind, um die geplanten Mengen an eingehendem Datenverkehr zu verarbeiten.
Was ist Skalierbarkeitsprüfung?
Im Vergleich zu Leistungstests bezieht sich Skalierbarkeitstests auf die Analyse, wie ein System auf Änderungen der Anzahl gleichzeitiger Benutzer reagiert. Es wird erwartet, dass Systeme nach oben oder unten skaliert und die Menge der ressourcenabhängigen Ressourcen angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Benutzer trotz der Anzahl gleichzeitiger Benutzer eine konsistente und stabile Leistung erzielen.
Skalierbarkeitstests können auch an Hardware, Netzwerkressourcen und Datenbanken durchgeführt werden, um zu sehen, wie sie auf eine unterschiedliche Anzahl gleichzeitiger Anforderungen reagieren. Im Gegensatz zu Auslastungstests, bei denen Sie analysieren, wie Ihr System auf verschiedene Laststufen reagiert, analysiert Skalierbarkeitstests, wie gut Ihr System als Reaktion auf verschiedene Laststufen skaliert wird. Letzteres ist besonders in Containerumgebungen wichtig.
Der Performance Testing-Prozess
Viele Faktoren bestimmen den Typ und die Menge der Leistungstests, die für jede Anwendung erforderlich sind. Dies sind jedoch einige allgemeine Schritte, die Sie auf den richtigen Weg bringen werden.
Erstellen von Baselines
Es muss eine Basislinie festgelegt werden, damit die Ergebnisse eines jeden Prozesses gemessen werden können. Leistungstests sind nicht anders. Entwickler können grundlegende Tests durchführen, um die maximale Auslastung zu ermitteln, die von der Anwendung berücksichtigt werden kann, ohne die Reaktionszeiten und die Stabilität zu beeinträchtigen. Die Baseline kann dann dokumentiert und mit zukünftigen Tests verglichen werden. Baselines sind besonders nützlich, wenn Verbesserungen und/oder Korrekturmaßnahmen durchgeführt werden sollen.
Einige Entwickler verwalten eine Staginganwendung mit Spezifikationen und Konfigurationen, die mit der Produktionsumgebung identisch sind, und vergleichen sie mit der verbesserten Instance. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass neue Tests in beiden Umgebungen ausgeführt werden können, sodass zuvor nicht identifizierte Szenarien ebenfalls abgedeckt werden können.
Wasserfall-Diagramme
Dieser Schritt wird in verschiedenen Phasen des Performance-Optimierungsprozesses durchgeführt. Der Hauptzweck besteht jedoch darin, die Komponenten oder Funktionen einer Anwendung zu identifizieren, die relativ langsamer als andere sind. Diese Bereiche müssen identifiziert werden, damit Abhilfemaßnahmen speziell auf sie angewendet werden können.
Eine detaillierte Wasserfallanalyse führt zu einer Aufschlüsselung der Zeit, die von jedem Aspekt einer Anforderung an eine Anwendung verbraucht wird, z. B. DNS, Zeit bis zum ersten Paket und SSL.
Performance Testing
Das Wichtige, was Man sich bei Leistungstests merken sollte, ist, dass es sich um einen kontinuierlichen Prozess handelt. Die Nutzung einer Anwendung kann mit der Zeit zu erhöhen und erfordert regelmäßige Aufmerksamkeit. Der Performance-Testprozess kann wie folgt zusammengefasst werden:
Sobald die Benchmarks festgelegt sind, besteht der nächste Schritt darin, die Tests zu planen. Die lasten, die bei jedem Test angewendet werden, hängen von einer Skala mit einer bestimmten Anzahl von Ebenen (1X-10X) ab. Andere Faktoren, wie die Art der Nutzung/Funktion und die geografische Streuung von Anforderungen, können auch auf der Grundlage der Umstände betrachtet werden.
Danach können die Tests durchgeführt werden. Abhängig von der Größe und der Komplexität der Funktionen können die Tests manuell oder über ein Drittanbieter-Tool wie LoadView durchgeführt werden. Mit diesen Tools können Entwickler Sequenzen von Aktionen aufzeichnen, die dann von der Plattform in größeren Mengen repliziert werden, um höhere Lasten zu imitieren.
Sobald die Ergebnisse analysiert sind, wird es möglich sein, die Bereiche der Anwendung zu identifizieren, die Verzögerungen oder Instabilität verursachen. Leistungstestplattformen bieten viele Arten von Berichten, z. B. die besten und schlechtesten Ladezeiten, detaillierte Daten einzelner Anforderungen, Wasserfalldiagramme und Fehlerberichte. Letzteres kann wichtig sein, um Laufzeitfehler zu identifizieren, die normalerweise nicht bei Funktionstests auftreten.
Identifizieren von Architekturengpässen
Speicherverluste sind eines der ärgerlichsten Probleme für Entwickler. Sie geschehen nicht konsequent und sind relativ schwer zu identifizieren. Aber dies sind nicht die einzigen Arten von Problemen, die auftauchen können. CPU, E/A und Netzwerk sind einige der anderen Bereiche, die betroffen sein können. Die meisten modernen Anwendungen verwenden containerisierte Umgebungen. Während viele dieser Container-Orchestrierungsplattformen viele Formen der automatischen Skalierung bieten, kann die Infrastruktur immer zu Engpässen führen.
Korrekturmaßnahmen
Korrekturmaßnahmen können zweifach sein. Erstens ist es von entscheidender Bedeutung, alle in der Anwendung genannten Leistungsprobleme in Bezug auf ihre Merkmale anzugehen. Diese können sowohl im Code als auch in Datenbankinteraktionen optimiert werden. Infrastrukturengpässe können schnell behoben werden, indem die Menge oder die Typen von Hardwaregeräten angepasst werden, die Ihrer Anwendung zugeordnet sind. Dies ist jedoch nur in gewissem Umfang möglich, sowohl aufgrund physischer Einschränkungen als auch aufgrund finanzieller Einschränkungen. Komplexere Szenarien erfordern möglicherweise Änderungen an Lastenausgleichseinstellungen und der Dezentralisierung von Servern in regionalen Rechenzentren.
Nachdem diese Aktionen abgeschlossen sind, besteht der nächste Schritt darin, die Leistungstests erneut auszuführen. Dies ist notwendig, damit die angewendeten Abhilfemaßnahmen validiert und quantifiziert werden können. Diese neuen Ergebnisse können dann mit der Basislinie verglichen und mit externen Anwendungen verglichen werden. Die Ergebnisse des Vergleichs können aufzeigen, inwieweit die bisher vorhandenen Engpässe und Verzögerungen verfügbar sind.
Danach beginnt der Prozess von neuem. Baselines und Leistungstests können aktualisiert und neue Tests geplant werden.
Leistungstests vs. Skalierbarkeitstests: Schlussfolgerung
Dieser Artikel wirft einen kurzen Blick auf den Leistungstestprozess für Softwareanwendungen. Die diskutierten Schritte sind verallgemeinert, um den meisten Szenarien gerecht zu werden. Bestimmte Anwendungen können jedoch in bestimmten Bereichen Aufmerksamkeit erfordern. Wir haben uns auch einige Tools angesehen, mit denen die eigentlichen Leistungstests durchgeführt werden können. Obwohl es nicht unmöglich ist, diese Tests manuell durchzuführen, ist es viel effizienter, eine speziell erstellte Plattform zu verwenden. Erfahren Sie mehr über LoadView und wie Sie Auslastungstests für Ihre Websites, Anwendungen, APIs und mehr durchführen.
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