星鲤星垂
电力 信息安 全专 熹
软件性能测试方法研究
佟雪松，王喜伟，于春玲，侯桂波，孟凡珍 (中国电力科学研究院。北京 100192)
摘 要：软件性能测试是检测系统性能瓶颈、提升软件质量的
重要手段。目前，对性能测试的研究一般都停留在某些特定的
技术上 ，没有形成系统的测试方法论，导致大多数测试人员仅
仅掌握了一些零散的性能测试知识 ，缺乏测试的规范性和逻辑
性，测试效果不理想。从软件工程的角度出发，对性能测试方
法论进行研究，并以一个典型案例阐明研究成果。
关键词：性能测试；性能调优；测试
0 引言
2006年 ， 国家 电 网公 司提 出 了
在 全 系统 实 施SG l 86工程 的规 划 ，
对 大 量 的 软 件 产 品 进 行 开 发 、 升
级 。为 了保证 开 发 、升 级 的 软 件 产
品 在 性 能 方 面 满 足 实 际 的 业 务 需
求 ，国家 电 网公 司 委托 中 国 电科 院
软件工程实验室作为第三方测试机
构对 即将上线的软件产品进行性能
测 试 。为 了保 证 测 试 的质 量 ，软件
工程实验室对性能测试技术展开 了
深 入 的研 究 ，并通 过 大量 的工 作 实
践 ，总结出一套行之有效的软件性
能测试方法。
1 技术基础
性 能 测 试 是 通 过 模 拟 实 际 业
务 操作 的方 式对 应用 系统 施压 ，
2010年第 8卷第 1期
ELECTRIC POW ER IT
从 而检 测系 统在 承受压 力情 况 下
的性 能能 力 并确 定性 能瓶 颈的一
种手 段 。性 能测试 主 要包括 负 载
测 试 、 压 力 测 试 、 并 发 测 试 、 大
数 据 量 测 试 、 稳 定 性 测 试 和 系 统
容 量 测试 等 技术 。
(1) 负 载 测 试 。 负 载 测 试 是
通过逐步增加系统负载的方式来测
试系统性能的变化 ，最终确定在满
足性能指标的情况下系统所能承受
的最大 负载 量 的测试 。
(2) 压 力 测 试 。压 力 测 试 是
通过逐步增加系统负载的方式来测
试系统性能的变化，最终确定在什
么负载条件下系统性 能处于失效状
态 ，并以此来获得系统能提供的最
大服务级别的测试。
(3)并发测试 。并 发测试 的
过程是负载测试和压力测试相结合
的过 程 ，通 过 逐 渐 增 加 并 发用 户 数
负载来确定系统 的瓶颈或者 不能接
受 的性 能点 的测试 。
(4) 大 数 据 量 测 试 。大 数 据
量 测 试 是 为 了检 验 系 统存 在 较 大数
据量时，系统的性能是否有明显的
下降。大数据量测试包括独立的数
据量测试和综合数据量测试2类，主
要针对系统存储 、数据传输、统计
查 询等 业务进 行 测试 。
(5)稳定性测 试。稳定性 测
试是检验 系统长时间稳定运行能力
的测试 。通过对系统加载一定的压
力并持续运行一段 时间，考查系统
各性能指标在这种压力下是否能保
持正常数值 ，事务 响应时间是否会
出现 波动 或 随测 试时 间增 涨 而增
加 ，以 及系 统 的资 源 占用情 况是 否
合理 来判 断系统 的 稳定性 。
(6)系统 容量测试 。容量 测
试是检验软件系统在极限值状态下
是 否 出现 任 何软 件 故 障 或 能否 保 持
主 要功 能 正 常运 行 的 测试 。通 过容
量 测试 ，可 以确 定 测 试 对象 在 给 定
时间内能够持续处理的最大负载或
工作 量 。
2 方法研究
从 软 件 工程 学 的 角度 出发 ，依
据软 件 工 程理 论 对 性 能 测试 技 术进
行 研 究 ， 提 出 了 性 能 测 试 方 法 模
型 。该 模型 把性 能测试 过程 划分 为4
个阶段 ，并为每个阶段提供相应的
测试方 法 ，如 图l所 示 。
2．1 需求分析阶段
需 求分 析 阶段 的 工作 是 收 集测
试信 息 并确 定测 试 目标 。该 阶段 采
用需 求 分析 方 法 对 测试 信 息 进 行收
集并确定测试需求。
信息 的收 集 包括 “向开 发方 索
要 技 术 文档 (如 系 统需 求 文档 、用
户 手 册 等 ) 、 向用 户 了解 当 前及 预
期 的 业 务压 力状 况 、对 用 户进 行 提
问” 等方 法 。实验 室对 收 集到 的需
求按 照 重点 选 择 、 重复 排 除 的策 略
进 行 筛选 ，然 后将 不规 范 的 测试 需
求转 换 成按 照 中国 电科 院 软 件工 程
实验 室 的标 准 制 定 的性 能 测 试需 求
文档 。
2．2 场景设计阶段
本阶段的工作是按照测试需求
设 计 相 应的 测 试场 景 。该 阶段 采用
场 景设 计 方 法 对 场景 信 息 进行 收 集
并确定 测试场 景 。
根据不同的测试需求 ，选取相
应的业务应用作为测试业务 ，并按
照 实 际 的业 务 场景 进 行 场 景设 计 。
场 景 设 计 主 要 包 括 并 发 性 、 稳 定
性 、执 行 效 率 等技 术 指 标 ，同时 场
景 中还 包 括 需要 监 控 的 各 项软 硬 件
资源 。
旦鳗星羹
％力 甓总 安 全专寡
控 。监控 的 内容包 括 操 作 系统级 的
资源、业务应用中间件的资源以及
数据库的资源等。
(2)瓶 颈 分 析 。 将 获 取 的 性
能结果数据与标准的性 能指标进行
对 比分析 ．确定系统是否存在性能
瓶颈。系统的性能瓶颈主要分为3个
级 别 ，操作 系 统级 、软 件配 置级 和
代码级 。操作系统级瓶颈，主要体
现 在 服 务 器 的 CPU、 内 存 、 硬 盘
IO、网络 吞 吐量 等方 面 ；软 件配 置
级 瓶 颈 ，一般 包 括 应 用 中间 件 的 内
存 分 配 大 小 、 JDBC连 接 池 数 量 、
数据 库 的 内存 分 配 等性 能 指标 ；代
码级 瓶 颈 ，主 要 包 括应 用 中间件 的
堆栈信息、数据库的死锁信息等。
2。3 测试实施阶段 2
。4 性能调优阶段
测 试 实 施 阶段 的主 要 工作 是 执
行性 能测 试 并 确定 性 能 瓶 颈 。该 阶
段 采 用 测 试 实 施 方 法 进 行 性 能 测
试 ，包 括 性 能测 试 和 性 能瓶 颈 分 析
两部 分 。
(1)性 能 测 试 。 按 照 不 同 的
性能 需 求 ，分别 选 用相 应 的测 试 场
景对 系 统进 行 性 能 测试 ，主 要 包括
负载测试、压力测试、稳定性测试
等场景。在测试过程中，同时关注
业务的前、后台执行情况 ，并对整
个 系统 的性 能资 源 占用情 况 进 行监
图1 性能测试模型
本 阶 段 的 工 作 是 采 用 性 能 调
优 方 法 对 系统 进 行 性 能 调 优 工
作 ， 通 过 调 优 测 试 消 除 系 统 的 性
能 瓶 颈 ， 排 除 系 统 的 性 能 隐 患 。
性 能 调 优 的 内容 按 照 性 能 瓶 颈 来
划 分 ，主 要 包 括 3个方 面 ，分 别 是
操 作 系 统 级 调 优 、软 件 配 置 级 调
优和 代 码 级 调 优 。
操作系统级调优。操作系统的
性 能参 数 主要 包括 CPU、 内存 、硬
盘 IO、网络 吞 吐量 等 ， 当某些 性 能
指 标 达 到瓶 颈 时 ，检 查 操作 系 统 的
相 关 参 数配 置 是否 配 置 合理 ，并通
过 联调 的方 式 进行 性 能调 优 。当联
调无法提升系统的性能能力时 ，通
过增加硬件资源来解决性能瓶颈。
软 件 配 置级 调 优 。软 件 配 置 的
性 能参 数 主 要 包括 应 用 中 间件 和数
据 库 的配 置 参 数 。通 过对 性 能 瓶 颈
201O年第8卷第 l期
ELECTRIC POW ER IT 固
启明星辰
百万再百 焉
囵
的 分析 ，检查 关 联 的配 置 参 数 ，对
不合 理 的参数进行 调优 。
代 码 级调 优 。代码 的性 能 瓶 颈
主 要 反映 在 系统 代 码 的执 行 效 率 低
下 、SQL语句 执 行 过慢 及 内存 泄露
等 方 面 。对 代码 进 行调 优 ，主 要 从
提 高 程 序 代 码 的 执 行 效 率 、 优 化
SQL语句和修补 内存泄露代码等方
面进 行 。
调 优 的 原 则 。 进 行 性 能 调 优
时 ，一 般 按 照 软 件 配 置 级 、 代 码
级 、操作 系 统级 的顺序 进 行 调 优 ，
且 应 遵循 每 次调 优 只 修 改一 处 配 置
的原则 。
3 方法应用
2008年 ，国家 电网公 司某 大 型
业 务 系统 开 发 完 成 ，即 将 正式 上 线
运 行 。 为 了 保 证 该 产 品 的 性 能 质
量 ，聘请 中国电科院软件工程实验
室进行第三方性能测试工作。中国
电科 院软件工程实验室按照上述性
能测 试 方法 ，对 该业 务 系 统进 行 了
性能 测试 。
3．1 测试准备阶段
系 统开 发项 目组 向实 验 室提 交
性能测试需求说明书，确定性 能测
试 目标 。实验室性能测试人员与项
目组 充分沟通后 ，确定性能测试方
案 ，方 案 的 内容 包 括 测 试 目标 、 内
容 、测试方法、人员及工作 的进度
安 排 等 。
测 试 环 境部 署 完 毕 后 ，性 能 测
试 人 员开 展 测 试 准备 工 作 ，包 括 录
制 并 优化 测 试 脚本 、设 计 测试 场 景
并配置 测试 参数 等 。
3。2 性能确认阶段
本阶段的 目标是检验系统 目前
所具 有 的性 能 能力 ，并 确 定 系统 的
性能 瓶 颈 。测试 人员 调用 测试 场
景 ，对 系统实施了负载测试、压力
测试、并发测试、大数据量测试 、
稳 定性 测 试 和 系统 容 量 测 试 ，获 取
了大 量测 试结 果数据 。
对 测 试 结 果 进 行 性 能 瓶 颈 分
析 ，发 现 系 统 的 某 典 型 业 务 应 用
存 在 严 重 的 性 能 缺 陷 ，该 业 务 的
最 大 并发 负 载压力 承 受 能力 不超
过40人 ，且 当40人并 发进行 业务
操 作 时 ， 业 务 的 平 均 响 应 时 间 超
过 85s。
3．3 性能调优阶段
本 阶 段 的 重点 是 发 掘 性 能 问题
的根 源 ，对 系统 进 行 性 能 调 优 。性
能测试工程师按照性能调优方法对
系统 展 开 了 深入 的性 能 调 优 测试 工
作 ，通 过 不 断 的 测试 分 析 ，确定 了
系统 性 能 瓶 颈 的根 源 。性 能 测试 工
程师 与 项 目组 开 发 人员 共 同努力 ，
对系统进行了充分 的性能调优 ，提
升了系统性能、排除了性能隐患。
3．4 性能验证阶段
为 了检 验 性 能调 优 的成 果 ，中
国 电力 科 学 研 究 院 软件 工 程 实 验 室
的性能测试人 员对该系统进行了性
表1 调优前后，业务性能能力的对比
2010年第 8卷第 1期
ELECTRIc poW ER IT
图2 调优前业务性能趋势 图3 调优后业务性能趋势
能验 证 测 试 。 测试 结 果 表 明 ，系统
的性 能能力得到明显提 升，满足业
务系统的实际性能需求。下面 以实
际数 据说 明性能 调优 的成 果。
5．4．1 调优 前 后 ，业 务性 能能 力的
对比
性 能调 优 后 ，系 统 的最 大 并
发 用 户 数 达 到 400人 以上 ，是 调 优
前 的 1 0倍 ； 最 大 吞 吐 量 达 到
1 689 231 752bytes，是 原来 的9倍
以 上 ； 平 均 吞 吐 量 达 到
1 646 425bytes，是 原 来 的 3倍 以
上 ；平 均点 击数达 到 l05．159，是原
来的2．5倍 左 右(见 表 1)。
3．4．2 调优前后，业务性能的发展趋
势对比
由 图 2和 图 3可 以 看 出 ，性 能
调 优 前 系 统 的性 能 表 现 较 差 ，并
发 用 户 数 不 足 50人 ， 且 性 能 曲线
呈现 不规 则变 化趋 势 ，表 明系统
运 行 不 够 稳 定 ；调 优 后 的 性 能 表
产 业 动态
现 比 调 优 前 有 大 幅 提 升 ， 并 发 用
户 数 达 到 400人 以上 ，且性 能 曲线
变 化平 稳 ，表 明 系统 处于 稳 定性
能 状 态 、性 能 良好 。
以上 数 据表 明 ，该 项 目的性 能
测 试 达到 了预 期 目的 ，发 现 并解 决
了性 能瓶 颈 ，提 升 了软件 质量 。
4 应用展望
上述案例表明 ，软件工程实验
室 对性 能测 试 方法 的研 究取 得 了成
功 ，测试 能力得到 了增强 。国家 电网
公 司 的信 息 化建 设 不 是 一朝 一 夕 的
事，它是一个持续化的过程。在这个
过程 中 ，开展 专业 的 、 深 人 的性 能
测试 ，能 够最 大 程 度 的提 升 软 件 产
品的性能能力，有力地保 障国网公
司信 息 化 建设 的软 件 工程 质 量 。因
此 ，性 能 测 试将 在 今 后 的信 息 化 建
设 中 发挥 更 大 的作 用 ，性 能 测 试 方
法也将具有更广阔的应用前景。
参考文献：
星塑星星
l} 力 皂安 全专
f1】段 念．软件性能测试过程详解与案例剖
析【嘲．北京：清华大学出版社，2006．
{2}陈绍英，金威姬，冯艳硕．LOADRUNNER性
能测试实战【M1．北京：电子工业出版社，
20o7．
{3)3 JON MOUNTJOY，AYINASH CHUGH。
WEBLOGIC权威指南【M】．南京：东南大学出
版社，2005．
{4}盖国强 Oracle数据库性能优化【M】．北京：
人民邮电出版社，2005．
责任编辑 杨 娟
收稿日期：2009-1 1-24
佟雪松 (1 976-)，男，黑龙
江哈 尔滨人，工程师，从事软件工
程实验室相关测试标准的制定及项
目测试工作；
王喜伟 (1 967-)，男，山东
聊城人，高级工程师，从事电力自
动化和信息化工作；
于春玲 (1 976-)，女 ，吉林
通化人，工程师，测试主管，从事
软件测试、项 目测试管理工作。
江西信通中心精心组织技改提升通信保障水平
新年 伊始 ，江西省 电力公 司信通 中心 克服 时间 紧、任 务重的 困难 ，-I~．N完成 了 “1 55M光板及短距 光模 块、 交换
机ETSI信 令软件 购置” 、 “光通信综 合测试仪 购 置”、 “会议 电视 系统备 品备 件购 置”、 “省 主干通 信 网西 南部 光
通 信设备升 级 改造” 等4项技 改项 目，进一 步提 升 了全省 通 信 网的安 全水平 。其 中 ， “省 主干 通信 网西 南部 光通 信
设备升 级改造”项 目对改善 当前江西 西南部环 网 自愈能 力、优 化 网络结 构 ，提 高 网络安 全水平具有重要 意 义。
长期以来，江西省主干通信网西南部光通信设备存在设备型号多、兼容性差，自愈切换功能不稳定等问题。更
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少、设 备维修 困难 ，严重影响 了省主干 通信 网的安 全，亟待 采取 措施 加 以解决 。 面对上述 问题 ，信通 中心及时调整
应对 ，于年初立项开展 西南部环网通信设备的升级改造工作 。经过1年的精心实施 ，完成 了项 目的立项、论证、招
标 、工程 实施等环 节，达到 了工程预期 目的 ，进一 步提 升 了省 主干通 信 网的安 全水平 。
在新的一年中，该中心将精心组织通信等技改项 目，提升通信保障水平。
2010年第 8卷第 1期
ELECTRIC PoW ER IT 固
