Стрибкове тестування: як підготувати систему до раптового напливу користувачів
Стрибкове тестування – це метод підготовки інформаційних систем до несподіваних сплесків активності. Наприклад, це може бути різке зростання веб-трафіку, яке потенційно здатне викликати збої в роботі системи.
Суть цього тестування полягає у визначенні реакції системи на такі стрибки. Це включає в себе виявлення можливих збоїв, уповільнень у роботі, а також часу, необхідного для відновлення нормального стану. Компанії інтегрують стрибкові тести в свої процеси тестування, щоб ідентифікувати вразливі місця у виробничих умовах.
На основі зібраних даних розробники отримують чітке уявлення про те, де і за яких умов програма може давати збій, а також визначають інструменти, необхідні для оптимізації продуктивності.
Стрибкове тестування, як частина життєвого циклу розробки програмного забезпечення, виявляє критично важливі характеристики програм, такі як швидкість, надійність та масштабованість. У цій статті розглянуто, що таке стрибкове тестування, його важливість, принцип роботи та переваги. Також представлено огляд інструментів, які допоможуть вам розпочати тестування.
Що таке стрибкове тестування?
Стрибкове тестування є різновидом тестування продуктивності, при якому програму або веб-сайт піддають різким стрибкам навантаження. Наприклад, ви можете спочатку збільшити кількість запитів до високого рівня, потім різко знизити її і постійно проводити тестування для оцінки продуктивності системи.
На відміну від навантажувального тестування, де система піддається постійному навантаженню, стрибкове тестування характеризується гнучкістю. Навантаження може швидко змінюватися, наприклад, від тисячі запитів за хвилину до подвійної кількості в наступну хвилину. Важливо, що стрибкові тести проводяться виключно в тестових середовищах, щоб не впливати на роботу основної програми.
Оскільки реальні програми не отримують постійного трафіку, стрибкове тестування допомагає виявити проблемні місця, недоліки масштабування та можливості відновлення системи. Для бізнесу це дозволяє підготуватися до таких подій, як розпродажі, масові реєстрації, спільні кампанії з інфлюенсерами або обмежені випуски продукції.
Цей тип тестування підтверджує здатність системи безперебійно працювати під час стрибків трафіку і особливо важливий для компаній, які мають справу з великим потоком користувачів, наприклад, під час продажів або реєстрацій. Це допомагає забезпечити позитивний досвід користувача, одночасно підвищуючи надійність системи.
Стрибкове тестування має ряд переваг, зокрема виявлення наслідків несподіваних сплесків для користувачів, визначення екстремальних умов, які програма здатна витримати після досягнення певного рівня навантаження, і дозволяє розробникам виявляти недоліки в роботі програмного забезпечення під навантаженням, що перевищує максимальний рівень.
Стрибкове тестування у порівнянні з іншими видами тестування продуктивності
У контексті тестування продуктивності стрибкове тестування є підмножиною інших видів оцінки, таких як навантажувальне, стресове та тестування витривалості. У навантажувальному тестуванні продуктивність системи аналізується при заданому навантаженні.
Для перевірки масштабованості за допомогою навантажувальних тестів, програма має демонструвати стабільну продуктивність зі зростанням кількості користувачів. Оцінка масштабованості включає перевірку відповідей сервера на відправлені форми браузера, виявлення змін продуктивності з плином часу, визначення функцій, які не працюють при високих навантаженнях, та аналіз проблем з затримкою мережі у веб-програмах.
Стрес-тестування, у свою чергу, використовує високі навантаження, щоб оцінити реакцію програми, виявити функції веб-програми, які не працюють, перевірити, як форми та посилання реагують у різних умовах, а також проаналізувати роботу програми після системного збою чи відмови компонента.
Таким чином, стрес-тестування оцінює реакцію системи на умови, близькі до критичних. Тестування на витривалість дозволяє відстежувати продуктивність системи протягом тривалого часу. У тестах витривалості перевіряються такі параметри, як використання пам’яті, щоб виявити витоки пам’яті та інші проблеми з продуктивністю.
Як працює стрибкове тестування
Процес стрибкового тестування можна розділити на три основні етапи. Перший – це моделювання навантаження, де стрибки активності користувачів генеруються за рахунок різкого збільшення кількості запитів. Потім збираються дані, включаючи такі показники продуктивності, як час відгуку, використання ресурсів навантаження та частота помилок. І наостанок, проводиться аналіз, щоб визначити, як система справляється з різким збільшенням навантаження.
Важливо дотримуватись усіх етапів процесу для отримання якісних результатів. Розпочніть з налаштування тестового середовища відповідно до конкретних потреб бізнесу. Це також гарантує, що ніхто не буде задіяний у реальному середовищі під час проведення тестування.
Далі, визначте екстремальне навантаження – максимальну кількість користувачів, яку програма може підтримувати одночасно. Потім різко збільште навантаження до пікового значення. Це можна зробити за допомогою веб-інструментів для тестування продуктивності. З максимальним навантаженням, застосованим у піковий момент, слід відстежувати продуктивність системи, щоб визначити, чи вийде вона з ладу, чи впорається зі збільшенням навантаження.
Наступним кроком є швидке зменшення навантаження до нуля або мінімуму. Аналізуйте поведінку системи при нульовому навантаженні, щоб відстежити, чи є збої. На завершення необхідно проаналізувати отриманий графік продуктивності.
Шляхом миттєвого збільшення і зменшення навантаження на систему створюється стрибок. Далі цей стрибок аналізується для відстеження таких показників, як збої, витрачений час і віртуальні користувачі. Виконуючи ці кроки, тестувальники можуть виявити помилки програми і повідомити про них розробникам, які, у свою чергу, виправлять ці недоліки.
Типи стрибкового тестування
Існує кілька видів стрибкового тестування. Розглянемо їх детальніше:
- Тест на позитивний стрибок – перевірка, як система обробляє різкий наплив трафіку, наприклад, внаслідок успішної рекламної кампанії.
- Тест на негативний стрибок – оцінка стійкості системи до несподіваних негативних подій, таких як DDoS-атаки.
- Тест на постійний стрибок – в цьому випадку сервер піддається високому навантаженню протягом короткого проміжку часу через фіксовані інтервали. Шипи цього тесту будуть однакової висоти, навантаження залишається постійним.
- Тест на поступовий стрибок – навантаження на сервер поступово збільшується через короткі проміжки часу. Час відгуку вимірюється для кожного стрибка, визначаючи відхилення від часу відгуку базового навантаження.
- Тест на випадкові стрибки – стрибки навантаження та їх інтервали змінюються випадково. Цей тип тестування підходить для програм, які зазнають частих стрибків трафіку у виробничих середовищах.
Більшість інструментів тестування продуктивності можна використовувати для стрибкового тестування. Розглянемо кілька найпопулярніших з них:
Інструменти для стрибкового тестування
1. BlazeMeter
BlazeMeter – це комплексна платформа для безперервного тестування, яка підтримує різні сценарії, включаючи стрибкове тестування, моніторинг API, функціональне тестування, імітацію служб та роботу з даними.
BlazeMeter забезпечує масштабне тестування безпосередньо з IDE для перевірки навантаження та продуктивності. Ця платформа використовується по всьому світу для підготовки додатків до трансляції спортивних подій для мільйонів глядачів.
Що стосується моніторингу API, BlazeMeter дозволяє створювати та виконувати тести за лічені хвилини без втрати якості. Платформа також оперативно сповіщає про проблеми з трафіком API до того, як це вплине на кінцевих користувачів.
Останні версії Blaze використовують штучний інтелект для прискорення процесу тестування. Ви можете замовити демонстрацію, щоб ознайомитись з новими функціями, такими як профайлер даних на основі штучного інтелекту, який дозволяє ідентифікувати жорстко закодовані дані та автоматично генерувати дані з попередньо визначених списків, а також створення тестових даних на основі штучного інтелекту, яке дозволяє оптимізувати створення тестових даних, шляхом перетворення тексту на тестові дані, а також тестування хаосу, яке дає можливість підвищити стійкість системи за допомогою тестових даних, керованих штучним інтелектом.
2. Apache JMeter
Apache JMeter – це програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом для автоматизованого тестування. Його першочергова мета – перевірка функціональної поведінки та оцінка продуктивності веб-додатків. Платформа дозволяє тестувати як статичні, так і динамічні програми.
Ви можете імітувати значні навантаження на сервер (або групи серверів) і тестувати мережеві об’єкти за різних умов навантаження. Хоча JMeter імітує браузер, він не є ним, а отже, не виконує таких завдань браузера, як відтворення HTML або виконання JavaScript. Якщо ви хочете розширити його функціональність для відтворення HTML, ви можете скористатися постпроцесором JSR223 або JSSR Sampler для виконання кастомного коду JavaScript після запитів.
JMeter має ряд функцій, включаючи тестування навантаження та продуктивності різних програм, серверів та типів протоколів, таких як Web – HTTP, сервіси SOAP/REST, бази даних, електронна пошта та об’єкти Java. Він є розширюваним і працює з командним рядком для всіх операційних систем, сумісних з Java.
Однією з сильних сторін JMeter є можливість легкої кореляції даних з популярних форматів, таких як JSON, XML, HTML та інших текстових форматів. Ось швидкий початок роботи з Apache JMeter.
3. Locust
Locust – це інструмент для тестування навантаження з відкритим вихідним кодом, що має можливість масштабування та роботи зі скриптами. На відміну від інших інструментів, що обмежують вас інтерфейсом користувача, спеціалізованими мовами або роздутими XML-файлами, Locust використовує простий код; ви використовуєте звичайні конструкції програмування Python.
Запускаючи кожного користувача всередині greenlet (легкого процесу/співпрограми), Locust дозволяє вам писати тести, аналогічні написанню коду, замість використання зворотних викликів або інших механізмів.
Крім того, Locust базується на подіях (використовує gevent) і дозволяє одному процесу обробляти тисячі одночасних користувачів. Як результат, це спрощує запуск тестів навантаження, що охоплюють кілька комп’ютерів.
Веб-інтерфейс доступний для використання, що спрощує застосування Locust у конвеєрі CI/CD. Ви можете використовувати його для візуалізації прогресу тестів з реалізованими змінами навантаження. Locust працює з веб-сайтами та сервісами, але його можна застосовувати для будь-якого протоколу. Вам необхідно лише написати клієнт для вашого конкретного випадку або вивчити варіанти, створені спільнотою.
Переваги стрибкового тестування
Стрибкове тестування має ряд важливих переваг. Завчасне виявлення проблем дає можливість усунути усі перешкоди продуктивності, поки вони не переростуть у критичні. З огляду на такі аспекти, як надійність програмного забезпечення, стрибкове тестування гарантує, що ваша система стабілізується у випадку непередбачуваних подій.
З точки зору користувацького досвіду, стрибкове тестування допомагає уникнути простоїв та пов’язаних з ними фінансових та репутаційних втрат. Користувачі очікують, що ваш сайт та додатки будуть повністю функціональними під час напливу трафіку, незалежно від того, проводяться рекламні кампанії або розпродажі.
Стрибкове тестування оцінює міцність вашого програмного забезпечення, готує його до реальних умов та захищає від збоїв. Стійкість програмного забезпечення можна досягти за допомогою стрибкового тестування.
Успішні стрибкові тести виявляють найгірші сценарії, які не виявляють стандартні методи тестування. Стрибкове тестування регулює продуктивність програмного забезпечення, вирішуючи усі проблеми продуктивності та перетворюючи його на якісний продукт з безперебійною роботою.
Обмеження стрибкового тестування
Варто також згадати про обмеження стрибкового тестування. Необхідність проведення тестів у спеціальному тестовому середовищі вимагає створення специфічних умов, що може зробити процес більш дорогим. Це наслідок складності та інтенсивності ресурсів. Обробка складних процедур вимагає досвіду, а отже, залучення кваліфікованих інженерів-тестувальників.
Під час виконання тестів існує ймовірність того, що ваша програма може сповільнитись, працювати гірше, або взагалі перестати працювати. Порівняно з іншими тестами продуктивності, метод стрибків є більш тривалим. Крім того, моделювання точних стрибків реального трафіку може бути складним завданням.
Найкращі практики стрибкового тестування
Як ви переконались, стрибкове тестування є важливим елементом тестування продуктивності, який підвищує надійність веб-додатків в умовах високих навантажень. Використання різких, несподіваних стрибків трафіку допомагає розробникам виявляти та пом’якшувати проблеми з продуктивністю, забезпечуючи позитивний досвід користувача та стабільність системи.
Якщо вашій організації потрібен стрибковий тест, слід встановити чіткі цілі та контрольні показники. Вони повинні бути реалістичними. Жодна веб-програма не може обробляти необмежений трафік, миттєво масштабуватися та одразу відновлюватися. Наявність чітких цілей допоможе визначити правильні показники для відстеження, які можуть включати:
- Час відповіді – час, необхідний програмі для виконання запиту.
- Відповіді з помилками – кількість відповідей, що призводять до помилок.
- Пропускна здатність – кількість запитів або транзакцій за секунду.
- Використання ресурсів – спосіб, яким програмне забезпечення використовує процесор та пам’ять.
Якщо ці показники входять до вашого списку для відстеження, у вас може виникнути ряд питань. Ось деякі з них:
- Яку кількість користувачів має обслуговувати моя програма?
- Який рівень затримки слід очікувати для користувачів?
- Який ступінь використання процесора/пам’яті?
- Скільки помилок трапляється?
- Скільки часу необхідно програмі для відновлення після стрибка?
Обмежуйте свої тести реалістичними рамками; це економічно вигідніше. Обробка великого трафіку з високою швидкістю потребує значних ресурсів і коштує дорого. Іноді може знадобитися переглянути архітектуру, замінити моделі даних або налаштувати бізнес-логіку та операційні моделі.
Проведіть дослідження, щоб зрозуміти шлях користувача. Є велика різниця між тисячами користувачів на цільовій сторінці та такою ж кількістю користувачів, що переглядають сайт електронної комерції з метою придбання товарів. Розуміння того, як користувачі взаємодіють із вашим програмним забезпеченням, буде впливати на запити до сервера та, відповідно, на процес стрибкового тестування. Це означає, що вам необхідно обрати відповідні інструменти, запустити тести, усунути вузькі місця продуктивності та повторити весь процес, щоб задовольнити визначені вимоги.
Ознайомтеся з іншими інструментами тестування програмного забезпечення, щоб вдосконалити свої навички.