侯建華 黃兆森 房春榮 李良英

（1.珠海南方軟件網(wǎng)絡(luò)評測中心 珠海 519000）（2.南京慕測信息科技有限公司 南京 210000）

1 引言

性能測試［1］的目的通常是評估被測軟件服務(wù)器端的性能，它通過性能測試腳本模擬大量客戶端同時(shí)對服務(wù)器端發(fā)起請求來測試服務(wù)器端的性能。

客戶端/服務(wù)器端的架構(gòu)一般可分為B/S架構(gòu)和C/S架構(gòu)。目前B/S架構(gòu)的系統(tǒng)比較流行，且B/S架構(gòu)的系統(tǒng)客戶端邏輯簡單，采用了標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，因此對B/S架構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行性能測試腳本錄制就比較簡單。目前業(yè)界供參考的性能測試腳本錄制資料大部分都是針對B/S架構(gòu)系統(tǒng)的，缺乏針對C/S架構(gòu)系統(tǒng)的性能測試腳本錄制參考資料和案例。

C/S架構(gòu)性能測試腳本錄制或編寫通常會遇到加密或二進(jìn)制報(bào)文難以參數(shù)化、腳本無法識別內(nèi)存對象等問題。本文通過一個(gè)實(shí)際案例展示了解決這些問題的過程。

2 概述

本文選取了某海關(guān)的客（貨）車通關(guān)管理系統(tǒng)作為研究案例，該系統(tǒng)主要用于海關(guān)人員對通關(guān)車輛和人員以及企業(yè)備案情況的核查和監(jiān)控。該系統(tǒng)為C/S架構(gòu)，采用HTTP協(xié)議進(jìn)行通信，客戶端采用。NET開發(fā)技術(shù)，使用C#語言開發(fā)，客戶端存在復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，單個(gè)客戶端存在多線程與服務(wù)器端交互。服務(wù)器端采用Java開發(fā)技術(shù)，通信內(nèi)容加密且進(jìn)行了二進(jìn)制序列化。這是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的性能測試項(xiàng)目，為進(jìn)一步提高評測中心性能測試的技術(shù)能力，評測中心利用該項(xiàng)目開展了一系列針對C/S架構(gòu)系統(tǒng)性能測試虛擬用戶腳本編寫方法的技術(shù)研究，解決了C/S架構(gòu)性能測試腳本錄制或編寫遇到的加密或二進(jìn)制報(bào)文難以參數(shù)化、腳本無法識別內(nèi)存對象等問題。

3 C/S架構(gòu)系統(tǒng)性能測試虛擬用戶腳本編寫技術(shù)研究

3.1 問題說明

C/S架構(gòu)系統(tǒng)性能測試虛擬用戶腳本的編寫與B/S架構(gòu)系統(tǒng)性能測試虛擬用戶腳本的編寫一樣主要包括兩個(gè)步驟，即虛擬用戶腳本錄制和虛擬用戶腳本的參數(shù)化［2］。但C/S架構(gòu)系統(tǒng)性能測試虛擬用戶腳本在編寫過程中會遇到許多特有的問題，本案例在編寫虛擬用戶腳本時(shí)遇到了5個(gè)問題：

1）當(dāng)被測系統(tǒng)的客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行通信的報(bào)文是密文時(shí)，如何對報(bào)文進(jìn)行參數(shù)化；

2）當(dāng)被測系統(tǒng)通過二進(jìn)制序列化的方式在客戶端與服務(wù)器端之間傳輸內(nèi)存中的對象時(shí)，如何對傳輸?shù)膶ο筮M(jìn)行參數(shù)化；

3）如何確定要編寫的虛擬用戶腳本的語言；

4）當(dāng)客戶端與服務(wù)器端之間傳輸?shù)膱?bào)文的數(shù)量和順序不固定時(shí)，如何確定性能測試時(shí)要發(fā)送哪些報(bào)文；

5）如何模擬胖客戶端的業(yè)務(wù)邏輯。

3.2 問題分析及解決方法

3.2.1 密文報(bào)文的參數(shù)化

本文的案例采用的是HTTP協(xié)議，筆者采用HP Loadrunner工具［3］選擇HTTP協(xié)議錄制該C/S架構(gòu)系統(tǒng)的虛擬用戶腳本［4］，發(fā)現(xiàn)錄制的腳本中客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行通信的報(bào)文是密文，性能測試技術(shù)人員無法理解報(bào)文，進(jìn)而導(dǎo)致無法對報(bào)文進(jìn)行參數(shù)化。該問題有四種解決方法：

1）若加密解密操作消耗的系統(tǒng)資源少，對系統(tǒng)性能影響不大，則可以忽略加密解密操作對性能測試結(jié)果的影響，由系統(tǒng)開發(fā)方協(xié)助提供一個(gè)未采用加密技術(shù)的相同系統(tǒng)進(jìn)行性能測試；

2）由系統(tǒng)開發(fā)方將加密解密方法封裝成組件提供給測試方，并告知測試方組件的使用方法，測試方在虛擬用戶腳本中調(diào)用組件進(jìn)行加密解密操作［5］；

3）測試方在虛擬用戶腳本中調(diào)用相同加密解密算法的第三方組件進(jìn)行加密解密操作；

4）在虛擬用戶腳本中自行編寫加密解密算法代碼。

由于被測系統(tǒng)的加密解密操作對系統(tǒng)性能影響不大，本次性能測試采取了第一種措施解決了該系統(tǒng)的報(bào)文加密問題。

3.2.2 二進(jìn)制報(bào)文的參數(shù)化

成功解決通訊報(bào)文為密文的問題后，再次對該C/S架構(gòu)系統(tǒng)錄制了腳本，但腳本中仍然存在部分人工不可讀的內(nèi)容。經(jīng)與該C/S架構(gòu)系統(tǒng)的軟件開發(fā)方技術(shù)人員進(jìn)行溝通，確認(rèn)這些內(nèi)容為采用二進(jìn)制序列化方式傳輸?shù)膬?nèi)存對象。

當(dāng)被測系統(tǒng)通過二進(jìn)制序列化的方式在客戶端與服務(wù)器端之間傳輸內(nèi)存中的對象時(shí)，性能測試技術(shù)人員無法理解二進(jìn)制的對象內(nèi)容，因此無法直接對報(bào)文中的二進(jìn)制對象進(jìn)行參數(shù)化。為解決此問題，筆者首先考慮了讓系統(tǒng)開發(fā)方協(xié)助將被測系統(tǒng)改為采用XML方式進(jìn)行序列化的方法，這種方法雖然可以使序列化后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流報(bào)文可讀，但會對被測系統(tǒng)的性能產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)致性能測試的結(jié)果與實(shí)際系統(tǒng)性能相差較大，因此，筆者最終否定了這種方法。為了能夠進(jìn)行參數(shù)化又同時(shí)不對性能測試結(jié)果產(chǎn)生太大的影響，本次性能測試只能在虛擬用戶腳本中對數(shù)據(jù)流報(bào)文先進(jìn)行反序列化操作，使報(bào)文轉(zhuǎn)化為可讀的內(nèi)存中的對象，再對內(nèi)存中的對象進(jìn)行參數(shù)化。

3.2.3 虛擬用戶腳本語言的選擇

在HP Loadrunner中選擇HTTP協(xié)議錄制腳本時(shí)只支持C語言的虛擬用戶腳本［6］，但該C/S架構(gòu)系統(tǒng)的客戶端采用的是C#語言對內(nèi)存對象進(jìn)行了二進(jìn)制序列化和反序列化，若采用C語言的虛擬用戶腳本，難以對該二進(jìn)制數(shù)據(jù)流報(bào)文進(jìn)行序列化和反序列化操作，也難以識別反序列化后的內(nèi)存對象，導(dǎo)致無法對反序列化后的內(nèi)存對象進(jìn)行參數(shù)化［7］。因此，本次性能測試不能選擇C語言作為虛擬用戶腳本語言。

在選擇虛擬用戶腳本語言時(shí)需考慮以下三方面的內(nèi)容：

1）如果需要利用性能測試工具通過錄制腳本的方式產(chǎn)生虛擬用戶腳本，首先要選擇通訊協(xié)議，然后選擇該通訊協(xié)議支持的腳本語言；

2）如果需要對特定語言的內(nèi)存對象進(jìn)行參數(shù)化，必須選擇能夠識別該內(nèi)存對象的虛擬用戶腳本語言；

3）如果需要調(diào)用客戶端的組件，必須選擇能夠識別該組件的虛擬用戶腳本語言。

經(jīng)過仔細(xì)的分析和比較，筆者最終選擇了支持識別。NET內(nèi)存對象的C#語言作為虛擬用戶腳本語言［8］。由于HP Loadrunner的HTTP協(xié)議不支持C#語言腳本的錄制，只能采用人工編寫C#語言虛擬用戶腳本，模擬C/S架構(gòu)系統(tǒng)的客戶端發(fā)送和處理HTTP報(bào)文。

3.2.4 多線程報(bào)文的處理

筆者根據(jù)該C/S架構(gòu)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn)對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化操作［9］，為盡快查找需要參數(shù)化的數(shù)據(jù)，筆者再次抓取了該C/S架構(gòu)系統(tǒng)客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行交互的報(bào)文，并將兩次抓取的報(bào)文進(jìn)行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器端之間傳輸?shù)膱?bào)文的數(shù)量和順序是不固定的。

當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，性能測試的技術(shù)人員就容易被報(bào)文所困擾，因?yàn)椴恢涝趫?zhí)行測試時(shí)應(yīng)該如何發(fā)送報(bào)文。此時(shí)應(yīng)分析出現(xiàn)這種情況的原因，經(jīng)過與系統(tǒng)開發(fā)方相關(guān)人員進(jìn)行溝通得知，被測系統(tǒng)為了維持會話狀態(tài)，客戶端有一線程每隔一段時(shí)間就會向服務(wù)器端發(fā)送一個(gè)心跳報(bào)文，所以導(dǎo)致捕捉的報(bào)文的數(shù)量和順序不固定。由于心跳報(bào)文與業(yè)務(wù)操作無關(guān)，因此可將心跳報(bào)文過濾后再對業(yè)務(wù)操作產(chǎn)生的報(bào)文進(jìn)行參數(shù)化。在發(fā)送報(bào)文時(shí)也可以像真實(shí)客戶端一樣采用多線程技術(shù)每隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè)心跳報(bào)文。

3.2.5 客戶端業(yè)務(wù)邏輯的模擬

C/S架構(gòu)系統(tǒng)的客戶端是胖客戶端，因此，不可避免地會在客戶端包含業(yè)務(wù)邏輯［10］。性能測試要在虛擬用戶腳本中模擬客戶端發(fā)送報(bào)文，如果客戶端包含業(yè)務(wù)邏輯，則服務(wù)器端的返回報(bào)文和客戶端隨后發(fā)送的報(bào)文之間可能就會存在較復(fù)雜的邏輯關(guān)系。

性能測試技術(shù)人員只能看到報(bào)文，無法看到報(bào)文在客戶端是如何進(jìn)行計(jì)算處理的。當(dāng)需要從返回報(bào)文中提取數(shù)據(jù)，再對即將發(fā)送的報(bào)文進(jìn)行參數(shù)化時(shí)，只有正確分析出這些報(bào)文之間的邏輯關(guān)系才能在虛擬用戶腳本中正確地模擬系統(tǒng)客戶端進(jìn)行業(yè)務(wù)操作。

該C/S架構(gòu)系統(tǒng)的客戶端就存在業(yè)務(wù)邏輯，筆者通過對系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯的理解和系統(tǒng)開發(fā)方的協(xié)助，完成了虛擬用戶腳本的參數(shù)化，且成功回放了參數(shù)化后的虛擬用戶腳本，對應(yīng)的業(yè)務(wù)操作也已生效。

3.3 解決方案

通過對本案例遇到的問題和解決方法進(jìn)行梳理，可形成C/S架構(gòu)性能測試虛擬用戶腳本編寫的解決方案，見圖1。

3.4 小結(jié)

本解決方案主要共享如下：

1）C/S架構(gòu)的客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行通信的報(bào)文是密文時(shí)，可選擇取消加密或調(diào)用加密解密組件或自行編寫加密解密算法的方法進(jìn)行參數(shù)化；

圖1 CS架構(gòu)性能測試虛擬用戶腳本編寫解決方案

2）C/S架構(gòu)通過二進(jìn)制序列化的方式在客戶端與服務(wù)器端之間傳輸內(nèi)存中的對象時(shí)只能先將報(bào)文反序列化為內(nèi)存中的對象后再進(jìn)行參數(shù)化；

3）選擇虛擬用戶腳本語言時(shí)需考慮工具支持的協(xié)議和腳本語言之間的關(guān)系以及所選擇的語言是否需要識別內(nèi)存對象和組件；

4）當(dāng)客戶端與服務(wù)器端之間傳輸?shù)膱?bào)文的數(shù)量和順序不固定時(shí)應(yīng)考慮客戶端是否存在多線程或多進(jìn)程同時(shí)發(fā)送報(bào)文。

4 結(jié)語

結(jié)合實(shí)際測試項(xiàng)目開展了C/S架構(gòu)系統(tǒng)性能測試虛擬用戶腳本編寫方法的技術(shù)研究，并對C/S架構(gòu)系統(tǒng)性能測試虛擬用戶腳本編寫過程中遇到的問題和解決方法進(jìn)行了描述。本次對C/S架構(gòu)系統(tǒng)性能測試虛擬用戶腳本編寫技術(shù)的研究內(nèi)容和結(jié)果總結(jié)如下：

1）當(dāng)被測系統(tǒng)的客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行通信的報(bào)文是密文時(shí)可選擇讓系統(tǒng)開發(fā)方取消加密或調(diào)用加密解密組件或自行編寫加密解密算法的方式進(jìn)行參數(shù)化；

2）當(dāng)被測系統(tǒng)通過二進(jìn)制序列化的方式在客戶端與服務(wù)器端之間傳輸內(nèi)存中的對象時(shí)只能先將報(bào)文反序列化為內(nèi)存中的對象后再進(jìn)行參數(shù)化；

3）在選擇虛擬用戶腳本語言時(shí)需考慮測試工具支持的協(xié)議和腳本語言之間的關(guān)系以及所選擇的語言是否需要識別內(nèi)存對象和組件；

4）當(dāng)客戶端與服務(wù)器端之間傳輸?shù)膱?bào)文的數(shù)量和順序不固定時(shí)應(yīng)考慮客戶端是否存在多線程或多進(jìn)程同時(shí)發(fā)送報(bào)文；

5）C/S架構(gòu)的系統(tǒng)在編寫虛擬用戶腳本時(shí)可通過對系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯的理解和系統(tǒng)開發(fā)方的協(xié)助查找出報(bào)文之間可能存在的復(fù)雜邏輯關(guān)系。