前言

嗯…因為近期有被問到說，我會怎麼做壓力測試，覺得自己答的沒有很好，花了一個下午吃了幾篇文章，把目前看到的東西整理一下。

何謂壓力測試

軟體測試中的壓力測試，是在超過正常運作條件以外的條件下運作系統，以確認軟體體質、可用性的一種測試驗證方式。一般來說，壓力測試會看軟體在高負載下的 Robustness、可用性及異常處理，以及哪些在一般使用環境下算是正常行為。例如一個網站頁面預期是 100 個人同時點擊訪問，壓力測試就要是採用 120 個 (略高) 同時點擊的條件測試。 — 參考自維基百科 Stress testing (software)

根據維基百科的說明，我們可以透過壓力測試，得知軟體 (網站 / API 等) 在一般情況、異常情況下，能夠被多少人訪問存取，系統能承受到多少，反應速度如何，系統是否會發生異常，系統承載量是不是符合預期等，藉由不同的假設，來確認我們設計的軟體，足以應對各種使用場景，讓使用者有良好的體驗。

簡言之，透過壓測，了解系統正常最多可吃多少的訪問量 (不會慢)，異常時多少會掛掉。

需要壓測的場景

現實生活中，有很多實務場景，常常需要為系統做好「承受能力」的測試，例如：

演唱會搶票
遊戲上線公測
網路預約施打疫苗
預約申辦 499 吃到飽
雙 11 整點下殺一折商品搶購
~~Twitter 巴魯斯季~~

若沒有妥善預估好服務應承受合理的人次/訪問次數，做好規劃，等到使用者同時擠進來，則可能會造成服務中斷，背後損失的成本難以預估。

壓力測試計畫

先確認好「測試目標場景」，在制定壓測的方式，如何打到有效的數據；記得，我們要的是「壓測 > 改善 > 壓測」，也就是說，壓測的最終目的就是：藉由壓測結果，取得系統可改善的標的。

舉例來說，系統即將於早上 10:00 開放線上預約施打疫苗，預估總預約人數為 10,000 人，假設使用者怕預約不到，全部都很準時想要搶在 10:00 馬上登入預約，則可預期：

瞬間訪問請求數為 10,000 次 (每人 1 次) (正常情況下)
瞬間訪問請求數為 20,000 次 (每人 2 次) (進不來 F5 重整)
瞬間訪問請求數為 40,000 次 (極端條件/最差情況，可能為預估次數的數倍)

在可預期的情況下，我們希望：

正常情況下，系統應一路順暢，每個請求回應都是低延遲，快速反應
比正常情況更頻繁的訪問下，雖然每個請求回應可能比正常情況下，延遲略高一點，但不會讓使用者等待過久
極端情況下，系統不能直接噴/掛掉給使用者看

依據「反應時間」制定測試計畫 (舉例)：

在 2 秒內，模擬達到 10,000 人次訪問，其平均反應時間應在 0.05 秒，且請求成功率為 100%
在 2 秒內，模擬達到 20,000 人次訪問，其平均反應時間應在 0.12 秒，且請求成功率為 100%
在 2 秒內，模擬達到 40,000 人次訪問，其平均反應時間應在 0.55 秒，且請求成功率為 100%
嘗試更高的極限條件，讓反應速度慢到會讓使用者感到不高興 (例如反應時間 5 秒)，並針對此情況設計如何優化
嘗試更高的極限條件，把系統打到掛掉，紀錄極限值，並針對此情況設計如何恢復系統

上述 1~4 又稱為負載測試，這類測試只是為了知道系統可承受的量，所制定的測試計畫；

而 5 可稱為壓力測試，這類測試會制定極端條件，找出系統故障之後的行為，才能知道如果真的發生了，要如何恢復系統。

效能指標

這邊列舉幾個指標供參考：

1 分鐘內，每秒可載入多少頁面
1 分鐘內，可接受完成幾次 API 請求
平均頁面載入時間
平均圖片載入時間
請求失敗次數/失敗率
模擬的客戶人數，與分散訪問時間，例如 10 秒內，每秒幾人訪問，共幾次請求，請參考下圖。

出處 https://techmoon.xyz/loader-io/，此圖為模擬 20 秒內，達到每秒 100 個使用者訪問，共 20,000 次請求

題外話：如何優化

後端程式方面，可使用 php-monitor 這類工具，觀察執行過程看哪邊在慢，重複進行壓測、改善、壓測的循環，藉此提升效能；如果與預期效能差距過大，或許要考慮換個更適合對應場景的語言、第三方服務等方式，提高整體服務效能
承上，從觀測到慢的地方著手改善，例如替不用每次都返回最新的資料加上快取、靜態資源透過 cdn 快取、慢查詢透過優化 SQL Query 、設索引等方式優化調整
後端機器方面，可藉由垂直擴展 (加大 CPU、Memory)，或是水平擴展 (新增服務作 LB 分流) 等課金手段優化效能

最後

大力推薦可以去看一下這篇文章，令我收穫良多。

此篇文章標題原本定調為「如何壓力測試」，主軸會是如何使用工具進行壓力測試，但網路上已經有很多篇文章介紹如何使用，因此推翻重寫，主題改為「了解壓力測試」，試著把他搞清楚，這樣之後才不會只是為了測試而測試，卻始終不知到底為何而測試，而是理解「明確知道何為測試的目標、目的」，才去進行壓力測試。

目前覺得寫得還不是很理想，覺得還有很多沒有講到或是寫得太淺~~我就廢~~，日後會再使用過工具後，另寫一篇關於工具使用的文章，順便認真看一下 ab 跟 JMeter 有何差別；有任何問題或想法，歡迎留言交流，如果寫的內容有錯誤的地方，希望能不吝指點，感謝。

參考連結

文章作者: littlebookboy
永久鏈結: https://blog.genesu.me/2021/06/learn-about-stress-testing/
許可協議: 署名-非商業性使用-相同方式共享 4.0 國際(CC BY-NC-SA 4.0)

了解壓力測試

前言