需求階段

我們不可能將一輛設(shè)計載重為0.75噸的皮卡改裝成載重15噸的大型卡車，如果你面對的正是這樣的問題，那么恐怕你只能重做一輛，而且客戶不會為你之前那輛付錢。對于一個已經(jīng)完成的應(yīng)用系統(tǒng)來說也是如此。

如果我們在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定之前就能夠了解到系統(tǒng)的將要面對的壓力，用戶的使用習(xí)慣和使用頻度，我們就可以更早也更有效的提前解決或預(yù)防可能發(fā)生的性能缺陷，也將會極大的減少后期返工和反復(fù)調(diào)優(yōu)所帶來的工作量。如果我們預(yù)期到系統(tǒng)的容量將會不斷的增長，我們還可以給出相應(yīng)的解決方案來低成本的解決這類問題，就像上面那輛皮卡，也許你可以有辦法把20輛皮卡捆在一起，或者把15噸的東西分由20輛來運(yùn)。

分析設(shè)計階段

系統(tǒng)性能的優(yōu)化并不是要等待整個系統(tǒng)全部集成后才能開始的，早在分析設(shè)計階段，我們就可以開始考慮系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫部分的優(yōu)化。

數(shù)據(jù)庫通常位于整個系統(tǒng)的最底層，如果直到系統(tǒng)上線前才發(fā)現(xiàn)因為數(shù)據(jù)庫設(shè)計不合理而導(dǎo)致性能極差，通常使用任何一種方法來優(yōu)化都已經(jīng)于事無補(bǔ)了。要避免這類問題，最常見的做法是在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)確定后，通過工具或腳本向數(shù)據(jù)庫中注入大量的數(shù)據(jù)，并模擬各種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫操作。根據(jù)對數(shù)據(jù)庫性能的觀察和分析，對數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)和索引進(jìn)行調(diào)整以優(yōu)化數(shù)據(jù)庫性能。

在系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)方面，要明白先進(jìn)的技術(shù)并不是解決問題的唯一方法，過于強(qiáng)調(diào)技術(shù)的作用反而會將你帶入歧途。例如：某些業(yè)務(wù)雖然經(jīng)常面臨著巨大的壓力，并且業(yè)務(wù)本身的復(fù)雜性決定了通過算法的優(yōu)化來提高系統(tǒng)的性能收效甚微。但是我們知道用戶對于該業(yè)務(wù)的實時性要求并不高，并且返回結(jié)果對于不同用戶來說是相同的。那么我們完全可以考慮將每次請求都動態(tài)生成返回結(jié)果的方式改為每次用戶請求都返回一個定期更新的靜態(tài)頁面。

另外，所謂“先進(jìn)技術(shù)”通常都會在帶來某一方面改進(jìn)的同時帶來另一方面的問題，未經(jīng)試驗就盲目的在系統(tǒng)中加入各種流行元素未必是最好的選擇。例如ORM可以提供一些方便，但是它生成的SQL是未經(jīng)優(yōu)化的，有時甚至比人工編寫的SQL效率更低。

最后，要知道不同廠家的設(shè)備性能是不同的，而且不同的硬件設(shè)備搭載不同的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件以及應(yīng)用服務(wù)器，表現(xiàn)出來的性能也是不同的。如果有足夠的資源，應(yīng)當(dāng)考慮提前進(jìn)行軟硬件平臺的對比選型；如果沒有足夠的資源，可以考慮通過一些專業(yè)的組織或網(wǎng)站來獲取或購買相關(guān)的評估報告。

編碼階段

一片樹葉在哪里最難被發(fā)現(xiàn)？——當(dāng)這片樹葉落在一堆樹葉里面的時候。

如果你只是在系統(tǒng)測試完成后才開始性能測試，那么即使發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在性能缺陷，并且已經(jīng)有了幾個可供懷疑的對象，但是當(dāng)一段因為使用了不當(dāng)?shù)乃惴ǘ鴮?dǎo)致執(zhí)行效率很低的代碼藏身于一個龐大的系統(tǒng)中時，找出它是非常困難的。避免這種情況出現(xiàn)的方法是盡早開始核心業(yè)務(wù)代碼的性能測試，重點(diǎn)集中在對算法和實現(xiàn)方法的優(yōu)化上。

另外，及早開始的測試也可以幫你更容易找到內(nèi)存泄漏的問題。

測試階段

產(chǎn)品終于交到我們手上了，搭建測試環(huán)境，設(shè)計測試場景，執(zhí)行測試，找到系統(tǒng)的最佳并發(fā)用戶數(shù)和最大并發(fā)用戶數(shù)，將系統(tǒng)進(jìn)行分類，評判系統(tǒng)的性能表現(xiàn)是否滿足需求中定義的目標(biāo)——如果有需求的話 ^_^

如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)與預(yù)期目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)，則需要根據(jù)執(zhí)行測試過程中收集到的數(shù)據(jù)來分析和識別性能瓶頸，優(yōu)化系統(tǒng)性能。

在這個階段還有很多值得我們深入思考和討論的東西，在本系列后續(xù)的文章中，我們將會更多的關(guān)注這一部分的內(nèi)容。

維護(hù)階段

維護(hù)階段通常遇到的問題是需要在實驗室中模擬客戶環(huán)境，重現(xiàn)在客戶那里發(fā)現(xiàn)的缺陷并修復(fù)缺陷。相比功能缺陷，性能缺陷與某一具體環(huán)境和場景的關(guān)聯(lián)更加密切，所以在測試前需要檢查生產(chǎn)環(huán)境中各服務(wù)器的資源利用率、系統(tǒng)訪問日志、應(yīng)用服務(wù)器的日志、數(shù)據(jù)庫的日志。如果客戶使用了專門的系統(tǒng)來監(jiān)測各個服務(wù)器的軟硬件資源使用情況的話，檢查該系統(tǒng)是否記錄下了軟硬件資源的異?；蛘呔?。

與性能測試相關(guān)的其他測試

可靠性測試（Reliability Testing）    對于一個運(yùn)營商級的系統(tǒng)來說，能夠保證提供7×24的連續(xù)穩(wěn)定的服務(wù)是非常重要的。當(dāng)然，你可以通過一些“高可用性（High Availability）”技術(shù)方案來增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，但是對于系統(tǒng)本身的可靠性測試是不能被忽略的。

常用的測試方法是使用一定的負(fù)載長時間向服務(wù)器加壓，并觀察隨著加壓時間的延長，響應(yīng)時間、吞吐量以及資源利用率的變化。要注意的是，所使用的負(fù)載應(yīng)當(dāng)是系統(tǒng)的最佳并并發(fā)用戶數(shù)，而不是最大并發(fā)用戶數(shù)。

可伸縮性測試（Scalability Testing） 對于一個系統(tǒng)來說，在一個給定的環(huán)境下，它的最佳并發(fā)用戶數(shù)和最大并發(fā)用戶數(shù)是客觀存在的，但是系統(tǒng)所面臨的壓力卻有可能隨上線時間的延長而增大。例如，一個在線購物站點(diǎn)，注冊用戶數(shù)量不斷增多，訪問站點(diǎn)查詢商品信息和購買商品的人也不斷的增多，我們應(yīng)該用一種什么樣的方案，在不影響系統(tǒng)繼續(xù)為用戶提供服務(wù)的前提下來實現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容？

一種常用的方案是使用負(fù)載均衡（Load Balance）和集群（Cluster）技術(shù)。但是在我們?yōu)榭蛻籼峁┻@種方案之前，需要先自己進(jìn)行測試，保證該技術(shù)的有效性——我們是否真的可以通過簡單的增加服務(wù)器數(shù)據(jù)和修改某些參數(shù)配置，就能夠使得系統(tǒng)的容量得到線性的增長？

可恢復(fù)性測試（Recoverability Testing）      雖然我們已經(jīng)可以準(zhǔn)確的估算出系統(tǒng)上線后將要面對的壓力，并且可以保證系統(tǒng)的最佳并發(fā)用戶數(shù)和最大并發(fā)用戶數(shù)是足以應(yīng)對這些壓力的，但是這個世界上總是有些事情上我們所無法預(yù)料到的——例如9.11事件發(fā)生后，AOL的網(wǎng)站訪問量在短時間內(nèi)增長到了平時的數(shù)十倍。

我們無法保證系統(tǒng)可以在任何情況下都能為用戶正確無誤的提供服務(wù)，但是我們需要確保當(dāng)意外過去后，系統(tǒng)可以恢復(fù)到正常的狀態(tài)，并繼續(xù)后來的用戶提供服務(wù)——就像從未發(fā)生過任何事情一樣。

如果要實現(xiàn)“可恢復(fù)性測試”，我們可以借助于測試工具或腳本來逐漸的增大并發(fā)用戶數(shù)，直至并發(fā)用戶數(shù)已經(jīng)超過了系統(tǒng)所能承受的最大并發(fā)用戶數(shù)，并導(dǎo)致軟硬件資源利用率飽和，響應(yīng)時間無限延長，大量的請求因為超過響應(yīng)時間要求或無法獲得響應(yīng)而失??；之后，我們逐漸的減少并發(fā)用戶數(shù)，并觀察資源利用率、響應(yīng)時間、吞吐量以及交易成功率的變化是否與預(yù)期目標(biāo)一致。

當(dāng)然，這一切的前提是在系統(tǒng)負(fù)載達(dá)到峰值前，Server一直在頑強(qiáng)的掙扎著而沒有down掉 ^_^

性能測試，并非網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用專屬

軟件的性能和性能測試都是伴隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的興起而逐漸被重視起來的，但是軟件性能和性能測試卻并非網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的專屬名詞，因為單機(jī)版的應(yīng)用同樣需要考慮性能問題。下面舉幾個簡單的例子來方便大家的理解：

1.               當(dāng)使用Word來編輯一個500多頁，并包含了豐富圖表、圖片和各種格式、樣式信息的文檔時，是否每次對大段的文字或表格的修改、刪除或重新排版，都要等待系統(tǒng)花幾秒鐘的時間進(jìn)行處理？

2.              當(dāng)在Excel中使用嵌套的統(tǒng)計和數(shù)學(xué)函數(shù)對幾萬行記錄進(jìn)行統(tǒng)計分析時，是否每次都要兩三分鐘才能看到結(jié)果？

3.              殺毒軟件是否每次都要花費(fèi)兩個小時才能完成一次對所有的分區(qū)的掃描？

4.              是否每次在手機(jī)的通訊簿中根據(jù)姓名搜索某個人的聯(lián)系方式都要三四秒鐘才有響應(yīng)？

如果大家有興趣，也可以通過Google搜索到更多的有關(guān)單機(jī)應(yīng)用性能測試的資料。