בדיקות ביצועים: איך לבדוק את התוכנה שלך בצורה יסודית ומקצועית

בדיקות איכות תוכנה הן תהליך המוודא שהתוכנה עומדת בדרישות המשתמשים והמערכת. בתוך תהליך זה ישנם סוגים שונים של בדיקות, כגון בדיקות פונקציונליות, בדיקות אבטחה ועוד. אחד מסוגי הבדיקות החשובים הוא בדיקות ביצועים, שהן בדיקות המאבחנות את היכולת של התוכנה להתמודד עם כמויות גדולות של נתונים, בקשות או משתמשים.

מהן בדיקות ביצועים?

בדיקות ביצועים הן סוג של בדיקות תוכנה שבודקות בצורה כמותית את טיב תפקוד מוצר תוכנה בתנאים ספציפיים, כגון עומס משתמשים, תעבורת רשת או תצורת חומרה. בניגוד לבדיקות פונקציונליות, בדיקות הביצועים אינן בודקות אם המוצר פועל כצפוי אלא את מהירות התגובה של המוצר לטריגרים שונים. לכן, בדיקות ביצועים יכולות לסייע בזיהוי ופתרון צווארי בקבוק בביצועים, למטב את התכנון והתצורה של המערכת ולמנוע כשלים או האטות פוטנציאליים בייצור. חלק ממדדי הביצועים הנפוצים הנמדדים במהלך בדיקות ביצועים הם:

• זמן תגובה: הזמן שלוקח למערכת להגיב לפניית משתמש.

• תפוקה: כמות הנתונים או העסקאות המעובדות על ידי המערכת ליחידת זמן.

• ניצול משאבים: כמות משאבי המעבד, הזיכרון, הדיסק או הרשת הנצרכת על ידי המערכת במהלך הבדיקה.

• שיעור שגיאות: אחוז הפניות הגורמות לטעויות או כשלים במהלך הבחינה.

מדוע בדיקות ביצועים חשובות?

בדיקות ביצועים חשובות מכמה סיבות. לדוגמה:

• שיפור חוויית המשתמש: בדיקות ביצועים מסייעות להבטיח שהמערכת מספקת חוויית משתמש משביעת רצון ועונה על ציפיות המשתמש. מערכת איטית או לא אמינה עלולה להשפיע לרעה על חוויית המשתמש, להוביל לתסכול ולנטישת המוצר ע"י המשתמשים.

• עמידה בדרישות עסקיות וטכניות: בדיקות ביצועים מסייעות לוודא שהמערכת עומדת בדרישות העסקיות והטכניות ועומדת בהסכמי רמת השירות (SLA). מערכת שאינה עומדת בקריטריונים הביצועיים עלולה לגרום לאובדן הכנסות, מוניטין או לקוחות.

• אופטימיזציה לביצועי המערכת: בדיקות ביצועים עוזרות לזהות ולפתור בעיות ביצועים, כגון זמן תגובה גבוה, תפוקה נמוכה או צריכת משאבים גבוהה. בדיקות ביצועים מסייעות גם למטב את העיצוב והתצורה של המערכת, כגון אופטימיזציה של הקוד, מסד הנתונים או הגדרות הרשת.

• מניעת רגרסיה: בדיקות ביצועים עוזרות למנוע ירידה בביצועים כתוצאה מתקלה בייצור, שעלולות להיות לה השלכות חמורות, כגון השבתת מערכת, אובדן נתונים או פגיעה באבטחה. בדיקת ביצועים מסייעת גם לאמת את ביצועי המערכת לאחר שינויים או עדכונים, כגון תכונות חדשות, תיקונים או שדרוגים.

כיצד לבצע בדיקות ביצועים?

כדי לבצע בדיקות ביצועים ביעילות, יש לבצע את השלבים הבאים:

הגדרת יעדים והיקף

השלב הראשון של בדיקת ביצועים הוא להגדיר את מטרות הטסטים וההיקף שלהם. זה כולל:

• קביעת המטרות והקריטריונים של בדיקות הביצועים, כגון זמן התגובה הצפוי, התפוקה או ניצול המשאבים.

• זיהוי מדדי ביצועי המפתח (KPI) ומדדים למדידה והערכה של ביצועי המערכת, כגון הערכים הממוצעים, המינימליים, המרביים או האחוזונים של מדדי הביצועים.

• הגדרת התרחישים ועומסי העבודה שיש לבדוק, כגון מספר המשתמשים, הפעולות או הבקשות, התפלגות העומס והשתנותו, משך ותדירות הבדיקה.

• בחירת הכלים והסביבות המתאימים לשימוש, כגון כלי בדיקת ביצועים, מסגרות או פלטפורמות, נתוני הבדיקה והסקריפטים וסביבות הבדיקה והייצור.

תכנון ויישום מקרי מבחן

השלב השני של בדיקות ביצועים הוא לתכנן וליישם את מקרי הבדיקה המדמים את התנהגות המשתמש המציאותית ואת העומס על המערכת. זה כולל:

• יצירת סקריפטים ונתונים לבדיקה המייצרים את הבקשות והתגובות של המערכת הנבדקת, כגון כתובת האתר, השיטה, הכותרות, הגוף או הפרמטרים של בקשות HTTP.

• שימוש בכלים לבדיקות ביצועים המבוססים על ניטור בקשות HTTP requests, לדוגמה JMeter ו LoadRunner, או שימוש בכלים עם יכולת בדיקה של אפליקציות שרצות על הדפדפן כגון Grafana k6 ו- PerformanceTotal.כלי אוטומציה אלה מאפשרים לבצע את בדיקות הביצועים בצורה רציפה, ולאסוף ולנתח את נתוני ומדדי הביצועים.

• הגדרת תרחישי הבדיקה ועומסי העבודה, כגון מספר הליכי המשנה, הלולאות, ההגדלה או הורדת העומס, וזמן החשיבה או קצב הבקשות.

ביצוע וניתוח הבדיקות

השלב השלישי של בדיקות ביצועים הוא לבצע ולנתח את הבדיקות בהתאם לתרחישים ולעומסי העבודה המתוכננים. זה כולל:

• הרצת הבדיקות ואיסוף הנתונים והמדדים הרלוונטיים, כגון זמן תגובה, תפוקה, ניצול משאבים או שיעור שגיאות של המערכת הנבדקת.

• ניתוח התוצאות וזיהוי בעיות הביצועים, כגון זמן תגובה גבוה, תפוקה נמוכה או צריכת משאבים גבוהה, וגורמי השורש לבעיות, כגון קוד, מסד נתונים או צווארי בקבוק ברשת.

• השוואת התוצאות עם הקריטריונים הביצועיים הצפויים, והערכת ביצועי המערכת, כגון האם היא עומדת בהסכמי רמת השירות, בציפיות המשתמשים או בדרישות העסקיות.

דיווח ומיטוב ביצועים

השלב הרביעי של בדיקת ביצועים הוא לדווח ולייעל את ביצועי המערכת. זה כולל:

• העברת התוצאות והממצאים של מבחני הביצועים לבעלי העניין הרלוונטיים, כגון מפתחים, בודקים, מנהלים ולקוחות, ומתן המלצות והצעות לשיפור ביצועי המערכת.

• יישום אסטרטגיות אופטימיזציה לביצועים, כגון תיקון בעיות קוד, מסד נתונים או רשת, כוונון פרמטרי המערכת או שינוי קנה מידה של משאבי המערכת.

• בדיקה חוזרת של המערכת עד להשגת רמת הביצועים הרצויה, ווידוא שבעיות הביצועים נפתרו והמערכת עובדת על פי הקריטריונים הביצועיים.

תפקיד במחזור חיי פיתוח תוכנה (SDLC)

בדיקות ביצועים הן חלק חיוני ממחזור חיי פיתוח התוכנה (SDLC), שמטרתו להבטיח שהמערכת עומדת בדרישות ומספקת חוויית משתמש טובה. על-ידי אוטומציה של תהליך בדיקת הביצועים, ניתן לחסוך זמן ומאמץ, להגדיל את כיסוי הבדיקה ואת עקביותה, ולזהות ולפתור בעיות ביצועים בשלב מוקדם יותר ב- SDLC. בדיקות ביצועים ניתנות לביצוע בשלבים שונים של SDLC, כגון במהלך הפיתוח, האינטגרציה, הבדיקה והייצור. בכל שלב, ניתן לבדוק את ביצועי המערכת ברמות שונות, כגון רכיבים, מודולים, אינטראקציות, תרחישים ועומסי עבודה. בדיקות ביצועים יכולות לסייע בשיפור הארכיטקטורה, התצורה והפריסה של המערכת, ולוודא שהיא עומדת בקריטריונים הביצועיים ובהסכמי רמת השירות (SLA).

ניטור משאבי חומרה

ניטור משאבי החומרה במהלך הבדיקה הוא חלק חיוני בתשתית בדיקות הביצועים. הוא יכול לסייע בזיהוי ובפתרון צווארי בקבוק בביצועים שעלולים להגביל את ביצועי המערכת, כגון CPU, קלט/פלט של דיסק, זיכרון או רשת. ישנם כלים שונים כדי לאסוף ולנתח את נתוני ניצול המשאבים, כגון כלים למדידת ביצועים, כלים לניהול משאבים או פתרונות לניהול ביצועי יישומים. ניטור משאבי החומרה מאפשר ביצוע אופטימיזציה של הקצאת המשאבים ולמנוע הקצאת יתר או תת-ניצול של משאבים. חלק מהכלים והשיטות הנפוצים לניטור משאבי חומרה הם:

• כלים למדידת ביצועי חומרה: כלים אלה מספקים מידע על מדדי ביצועים של החומרה של המערכת, כגון המעבד, הזיכרון, הדיסק או השימוש ברשת. הם מראים את היכולת של החומרה לתמוך ביישומים ולהתמודד עם העומס. באפשרותך להשתמש בכלים כגון PerfMon, Prometheus, Grafana או InfluxDB כדי לגשת לנתוני מונה הביצועים ולהציג אותם, וכדי ליצור מונים מותאמים אישית עבור מדדי ביצועים ספציפיים.

• כלים לניהול משאבים: כלים אלה מספקים תצוגה גרפית או טקסטואלית של משאבי החומרה של המערכת, כגון המעבד, הזיכרון, הדיסק או פעילות הרשת. הם מראים את השימוש במשאבים ואת הזמינות שלהם. לדוגמה בווינדוס ניתן להשתמש בכלים כגון מנהל המשימות, מנטר המשאבים או סייר התהליכים כדי לנטר ולנהל את משאבי המערכת ולזהות את התהליכים או היישומים שצורכים את המשאבים הרבים ביותר.

• פתרונות לניהול ביצועי יישומים (Application Performance Management - APM): פתרונות APM הם פלטפורמות תוכנה המספקות ראייה מקיפה והוליסטית של ביצועי התוכנה של המערכת והיישומים, כגון זמן תגובה מקצה לקצה, תפוקה, ניצול משאבים או חוויית משתמש. הם מראים את ההשפעה של היישומים על החומרה ואת הבעיות שעלולות להשפיע על הביצועים. ניתן להשתמש בכלים כגון New Relic, Dynatrace או AppDynamics כדי לנטר ולנתח את ביצועי המערכת, וכדי לזהות ולפתור בעיות ביצועים.

סיכום

בדיקות ביצועים הוא תהליך מפתח להבטחת האיכות והאמינות של מערכות תוכנה. הוא כולל בדיקת ביצועי המערכת בתנאים ותרחישים שונים, וזיהוי ופתרון צווארי בקבוק בביצועים שעלולים לפגוע בשימוש במערכת. בדיקת ביצועים מסייעת גם למדוד ולשפר את מדדי ביצועי המערכת, כגון זמן תגובה, תפוקה, ניצול משאבים או חוויית משתמש.

במאמר זה כיסינו את ההיבטים העיקריים של בדיקות ביצועים, כגון ההגדרה, החשיבות, השלבים, שיטות העבודה המומלצות, התפקיד במחזור החיים של פיתוח תוכנה (SDLC) וכלים ושיטות לניטור משאבי חומרה. סיפקנו גם כמה דוגמאות ותרחישים לאופן שבו בדיקות ביצועים יכולות לסייע בשיפור זמינות המערכת, האבטחה, המדרגיות או שביעות רצון הלקוחות.

שאלות או הערות יתקבלו משמחה בתגובות למטה.