軟件測試已逐漸成為軟件開發過程中的必不可少的環節，隨著功能測試的必要性被普遍認同，自動化測試以及性能測試也逐漸嶄露頭角。性能測試是指在一定的負載情況下，系統的響應時間等特性是否滿足特定的性能需求。

目前常用于功能測試的工具有：

1. HP LoadRunner(簡稱LR，商用軟件)：是一款適用于各種體系架構的自動化性能測試工具。LR的測試對象是整個企業的系統，通過模擬實際用戶的操作行為和實時性能監控，來幫助你更快地查找和發現性能瓶頸。
2. IBM Rational Performance Tester(簡稱RPT，商業軟件)：也是一款性能測試工具，適用于基于 Web 的應用程序的性能和可靠性測試。RPT將易用性與深入分析功能相結合，從而簡化了測試創建、負載生成和數據收集，以幫助確保應用程序具有支持數以千計并發用戶并穩定運行的性能。
3. Apache JMeter(開源軟件)：基于Java的壓力測試工具。用于對軟件做壓力測試，它最初被設計用于Web應用測試但后來擴展到其他測試領域。 它可以用于測試靜態和動態資源例如靜態文件、Java 小服務程序、CGI 腳本、Java 對象、數據庫、FTP 服務器等。

相比于其他測試工具，LoadRunner能支持更廣泛的協議和技術，能測試各種IT基礎架構，為用戶的特殊環境提供特殊的解決方案。本文將以當前最新的LoadRunner12社區版來進行闡述。相比于之前版本，LoadRunner12社區版主要有以下新特性：

• 支持50個免費虛擬用戶。
• 支持基于云平臺的負載生成器。
• 支持HTML5及SPDY協議的腳本錄制。
• 支持IE11、Chrome以及Firefox瀏覽器，支持Win8.1及Win2012 Server操作系統。

本文將從如下幾個方面闡述LoadRunner的優勢

• LoadRunner組件
• LoadRunner工作原理
• 基于LoadRunner的測試案例

LoadRunner組件

LoadRunner主要由以下4個部分組成:

1. 腳本生成器(Virtual User Generator) 　　簡稱VuGen,提供了基于錄制的可視化圖形開發環境，可以方便簡潔地生成用于負載的性能測試腳本。
2. 負載生成器(Load Generator) 　　簡稱LG，負責將VuGen腳本復制成大量虛擬用戶對系統形成負載。
3. 負載調度監控器(Controller) 　　負責對整個負載的過程進行場景設置，指定負載的運行方式和周期，同時提供了系統監控的功能。
4. 數據收集分析器(Analysis) 　　通過Analysis我們可以對負載生成后的相關數據進行整理分析，從而定位性能瓶頸。

LoadRunner工作原理

首先通過VuGen來錄制模擬用戶行為的腳本;然后根據性能測試目標，在Controller中設計場景，指定負載生成的方式(如LG使用數，并發用戶數，執行時長等);接著執行場景并監控被負載服務器的性能指標;待場景執行完畢，調用Analysis來對生成的數據進行分析，最后得出性能測試報告。

基于LoadRunner的測試案例

使用LoadRunner進行性能測試，大體可分為3個步驟：

1.用戶行為模擬　　

性能測試的第一步也是最重要的一步，就是生成虛擬用戶腳本(Vuser Script)。VuGen是基于錄制-回放的工具，提供了整個腳本的開發環境。當你在應用程序中執行業務流程時，VuGen會將你的操作錄制下來，自動轉換成腳本，作為用戶行為的模擬。

多數情況下，我們會在錄制生成的腳本上根據需求進行修改。錄制流程主要包括以下協議選擇、錄制選項設置、開始錄制、插入命令、停止錄制。對一般B/S架構的Web應用，選擇Web - HTTP/HTML協議就可以了。

如果不能確定目標系統使用了哪些協議，可以使用Protocol Advisor 來進行協議分析。

選擇協議之后，進行錄制選項設置，再點擊紅色按鈕開始錄制腳本。

可以看到，Vuser Script腳本由以下三部分組成：

vuser_init: 虛擬用戶的初始化函數，一般將用戶初始化的操作放在這里，如登錄操作，只會運行一次。

Action: 虛擬用戶要做的業務操作，也就是測試內容的主體。可以迭代多次。

vuser_end: 與vuser_init相對應的收尾工作，如退出登錄操作，只會運行一次。

開始錄制腳本后，可以在recording界面進行執行插入事務、插入集合點、插入注釋以及結束錄制等命令。

完成錄制后，腳本通常會包含web_url()等函數。Vuser Script腳本中常用函數有：

web_add_cookie()：負責為Vuser腳本添加一個cookie信息。

web_url()：可以模擬用戶的HTTP Get請求。

web_submit_form()：基于頁面表單模擬用戶的HTTP Post請求。該函數會自動檢測在當前頁面上是否存在form表單，然后將表單中數據進行傳送。

web_submit_data()：無需頁面form支持就可以模擬用戶的HTTP Post請求。

web_custom_request()：可以模擬用戶的HTTP Get以及Post請求。

緊接著，點擊replay按鈕進行回放驗證。我們可以把服務器返回的響應內容保存為參數，在請求時使用該參數，可實現動態數據。

如常見的系統登錄功能，在登錄后服務器會返回SeesionID,登錄后的操作都需要提交該SessionID以確認身份。使用Vugen錄制腳本時，將會記錄服務器返回的SessionID并在下一個請求中發給服務器。

事務函數可以標記完成該業務所需要的操作內容。通過在業務操作開始前添加一個事務開始的計數器，在業務操作結束后添加一個事務結束的計數器，VuGen可以自動計算出函數間的時間差，即事務響應時間。

添加事務主要涉及以下2個函數：

事務開始函數：lr_start_transaction(“事務名”)

事務結束函數：lr_end_transaction(“事務名”，LR_AUTO)

另外事務還支持事務嵌套：

lr_start_sub_transaction(“子事務名”,“父事務名”)

lr_end_sub_transaction(“子事務名”,“父事務名”)

一般地，錄制得到的腳本都會包含思考時間。思考時間是LoadRunner提供的用于模擬用戶等待的方式。在性能測試時只有啟用思考時間，才能真正地按照用戶的操作速度來完成請求，得到真實情況下的負載數據;否則則是全負載下的理論峰值數據。

思考時間函數：lr_think_time()

集合點函數能讓虛擬用戶集合在同一時間點上來進行操作，幫助生成有效可控的事務并發。

集合點有以下三種集合策略，一般可以使用c策略來明確指定并發數。

a.當百分之多少的用戶到達集合點時繼續執行腳本

b.當百分之多少的運行用戶到達集合點時繼續執行腳本

c.當多少個用戶到達集合點時繼續執行繼續

集合點函數：lr_rendezvous()

當我們錄制完腳本后，需要對腳本進一步改進，通過參數化來確保腳本能夠動態運行，從而更加真實地模擬真實用戶操作。

參數化的步驟主要包括：選擇要參數化的內容;設置參數取值以及參數更新方式;回放腳本驗證參數值等。參數更新方式有順序取值、隨機取值、唯一取值三種類型，這里就不一一介紹了。

選擇要參數化的內容，右鍵菜單選擇“Replace with a Parameter”，點擊“Create New Parameter”。

設置參數取值，參數類型可以是File類型、Table類型、Random Number類型、Date/Time類型等。這里使用Table類型，同一行中列名為username及password的記錄將作為表單中用戶名和密碼的動態參數值。除了手動添加參數值外，也可以通過ODBC方式從DB中獲取參數值。

參數化后，腳本中的username及password字段取值已經不是靜態值了，而是由“{}”包圍起來的動態參數值。

2.場景設計與監控

當Vuser Script開發完成后，使用Controller將這個執行腳本的用戶從單人轉化為多人，從而模擬大量用戶操作以形成系統負載。場景是一種模擬大量用戶操作的技術手段，通過配置和執行場景向服務器產生負載，監控系統的各項性能指標。

通過對場景的設計，可以生成和用戶需求相同的真實負載。場景分為目標場景和手動場景。一般地，我們使用使用自動場景來進行驗收測試，使用手動場景來定位性能瓶頸。

通過設置一個運行目標，Controller會自動逐漸增加負載，測試系統能否穩定達到預期目標。如果達標則說明系統的性能符合測試目標，否則提示無法達標。自動場景是定性型性能測試，我們只關心最后性能測試的結論是否符合性能需求。

自動場景中提供了5種目標。手動場景中，可以通過增減Vuser來模擬真實的用戶請求，完成負載的生成。手動場景是定量型性能測試，通過觀察在負載增加過程中系統各個組件的變化情況，來定位性能瓶頸。

完成場景設計后，點擊Run標簽頁切換到場景監控主界面。在左側Scenario Groups中列舉了所有Vuser的運行狀態;在右側Scenario Status中列舉了當前場景的運行情況;在下方Available Graphs中列舉了所有可監控的計數器類型，通過添加計數器實例可以讓LR監控其性能數據(如CPU、內存使用率等)。

我們可以監控本地服務器或遠程Windows/Linux/AIX服務器(監控Linux/AIX需要先安裝rstatd組件)以及Weblogic/WebSphere等應用服務器的性能數據。

點擊Start Scenario按鈕執行場景，可以看到交互計劃圖開始變化，監控主界面的Vuser狀態開始變化，Running Vuser開始增加，Transaction Graphs等計數器開始顯示數據。

點擊Vusers 按鈕可以查看當前所有Vuser的狀態，并可以在執行過程中通過Add Vuser及Stop Vuser來動態調整負載情況。選中Vuser，右鍵選擇Show Vuser可以查看該Vuser真實的運行情況。

3.數據分析

待場景執行完畢后，點擊Results->Analyze Results來啟動數據收集分析器，如圖31。它會導入場景數據并生成性能測試報告。

Summary Report包括了場景統計信息、事務摘要、HTTP響應摘要等信息;Graphs默認只包含最基本的一些計數器數據圖，可以通過右鍵Add New Item->Add New Graph來添加你需要的計數器。

在Analysis中經常需要和各種Graphs打交道，這就涉及到圖的設置，常用設置包括：

Set Filter/Group By：對圖形設置過濾規則;

Set Granularity：設置數據采樣點的間距，以秒為單位;

View Raw Data：打開圖形對應的原始數據;

Comments：在圖中添加注釋;

Display Options：設置圖形顯示樣式；

Merge Graphs：對圖形進行合并，來直觀的獲取相關計數器之間的關聯關系；

Auto Correlate： 自動分析該圖形與其他計數器的關聯性，通過它可以發現數據之間的相互依賴性，從而定位性能瓶頸。Collrelation Match代表關聯性的強弱程度，數值越大說明關聯性越強。

通過本文的案例，我們可以看到LoadRunner在高度模仿真實用戶行為(集合點、參數化、虛擬IP、分布式LG等技術)中展示出的優勢。

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