软件测试已逐渐成为软件开发过程中的必不可少的环节，随着功能测试的必要性被普遍认同，自动化测试以及性能测试也逐渐崭露头角。性能测试是指在一定的负载情况下，系统的响应时间等特性是否满足特定的性能需求。
目前常用于功能测试的工具有：
- HP LoadRunner(简称LR，商用软件)：是一款适用于各种体系架构的自动化性能测试工具。LR的测试对象是整个企业的系统，通过模拟实际用户的操作行为和实时性能监控，来帮助你更快地查找和发现性能瓶颈。
- IBM Rational Performance Tester(简称RPT，商业软件)：也是一款性能测试工具，适用于基于 Web 的应用程序的性能和可靠性测试。RPT将易用性与深入分析功能相结合，从而简化了测试创建、负载生成和数据收集，以帮助确保应用程序具有支持数以千计并发用户并稳定运行的性能。
- Apache JMeter(开源软件)：基于Java的压力测试工具。用于对软件做压力测试，它最初被设计用于Web应用测试但后来扩展到其他测试领域。 它可以用于测试静态和动态资源例如静态文件、Java 小服务程序、CGI 脚本、Java 对象、数据库、FTP 服务器等。
相比于其他测试工具，LoadRunner能支持更广泛的协议和技术，能测试各种IT基础架构，为用户的特殊环境提供特殊的解决方案。本文将以当前最新的LoadRunner12社区版来进行阐述。相比于之前版本，LoadRunner12社区版主要有以下新特性：
- 支持50个免费虚拟用户。
- 支持基于云平台的负载生成器。
- 支持HTML5及SPDY协议的脚本录制。
- 支持IE11、Chrome以及Firefox浏览器，支持Win8.1及Win2012 Server操作系统。
本文将从如下几个方面阐述LoadRunner的优势
- LoadRunner组件
- LoadRunner工作原理
- 基于LoadRunner的测试案例
LoadRunner组件
LoadRunner主要由以下4个部分组成:
- 脚本生成器(Virtual User Generator)简称VuGen,提供了基于录制的可视化图形开发环境，可以方便简洁地生成用于负载的性能测试脚本。
- 负载生成器(Load Generator)简称LG，负责将VuGen脚本复制成大量虚拟用户对系统形成负载。
- 负载调度监控器(Controller) 负责对整个负载的过程进行场景设置，指定负载的运行方式和周期，同时提供了系统监控的功能。
- 数据收集分析器(Analysis) 通过Analysis我们可以对负载生成后的相关数据进行整理分析，从而定位性能瓶颈。
LoadRunner工作原理
首先通过VuGen来录制模拟用户行为的脚本;然后根据性能测试目标，在Controller中设计场景，指定负载生成的方式(如LG使用数，并发用户数，执行时长等);接着执行场景并监控被负载服务器的性能指标;待场景执行完毕，调用Analysis来对生成的数据进行分析，最后得出性能测试报告。
基于LoadRunner的测试案例
使用LoadRunner进行性能测试，大体可分为3个步骤：
1.用户行为模拟
性能测试的第一步也是最重要的一步，就是生成虚拟用户脚本(Vuser Script)。VuGen是基于录制-回放的工具，提供了整个脚本的开发环境。当你在应用程序中执行业务流程时，VuGen会将你的操作录制下来，自动转换成脚本，作为用户行为的模拟。
多数情况下，我们会在录制生成的脚本上根据需求进行修改。录制流程主要包括以下协议选择、录制选项设置、开始录制、插入命令、停止录制。对一般B/S架构的Web应用，选择Web - HTTP/HTML协议就可以了。
如果不能确定目标系统使用了哪些协议，可以使用Protocol Advisor 来进行协议分析。
选择协议之后，进行录制选项设置，再点击红色按钮开始录制脚本。
可以看到，Vuser Script脚本由以下三部分组成：
vuser_init: 虚拟用户的初始化函数，一般将用户初始化的操作放在这里，如登录操作，只会运行一次。
Action: 虚拟用户要做的业务操作，也就是测试内容的主体。可以迭代多次。
vuser_end: 与vuser_init相对应的收尾工作，如退出登录操作，只会运行一次。
开始录制脚本后，可以在recording界面进行执行插入事务、插入集合点、插入注释以及结束录制等命令。
完成录制后，脚本通常会包含web_url等函数。Vuser Script脚本中常用函数有：
web_add_cookie：负责为Vuser脚本添加一个cookie信息。
web_url：可以模拟用户的HTTP Get请求。
web_submit_form：基于页面表单模拟用户的HTTP Post请求。该函数会自动检测在当前页面上是否存在form表单，然后将表单中数据进行传送。
web_submit_data：无需页面form支持就可以模拟用户的HTTP Post请求。
web_custom_request：可以模拟用户的HTTP Get以及Post请求。
紧接着，点击replay按钮进行回放验证。我们可以把服务器返回的响应内容保存为参数，在请求时使用该参数，可实现动态数据。
如常见的系统登录功能，在登录后服务器会返回SeesionID,登录后的操作都需要提交该SessionID以确认身份。使用Vugen录制脚本时，将会记录服务器返回的SessionID并在下一个请求中发给服务器。
事务函数可以标记完成该业务所需要的操作内容。通过在业务操作开始前添加一个事务开始的计数器，在业务操作结束后添加一个事务结束的计数器，VuGen可以自动计算出函数间的时间差，即事务响应时间。
添加事务主要涉及以下2个函数：
事务开始函数：lr_start_transaction(“事务名”)
事务结束函数：lr_end_transaction(“事务名”，LR_AUTO)
另外事务还支持事务嵌套：
lr_start_sub_transaction(“子事务名”,“父事务名”)
lr_end_sub_transaction(“子事务名”,“父事务名”)
一般地，录制得到的脚本都会包含思考时间。思考时间是LoadRunner提供的用于模拟用户等待的方式。在性能测试时只有启用思考时间，才能真正地按照用户的操作速度来完成请求，得到真实情况下的负载数据;否则则是全负载下的理论峰值数据。
思考时间函数：lr_think_time
集合点函数能让虚拟用户集合在同一时间点上来进行操作，帮助生成有效可控的事务并发。
集合点有以下三种集合策略，一般可以使用c策略来明确指定并发数。
a.当百分之多少的用户到达集合点时继续执行脚本
b.当百分之多少的运行用户到达集合点时继续执行脚本
c.当多少个用户到达集合点时继续执行继续
集合点函数：lr_rendezvous
当我们录制完脚本后，需要对脚本进一步改进，通过参数化来确保脚本能够动态运行，从而更加真实地模拟真实用户操作。
参数化的步骤主要包括：选择要参数化的内容;设置参数取值以及参数更新方式;回放脚本验证参数值等。参数更新方式有顺序取值、随机取值、唯一取值三种类型，这里就不一一介绍了。
选择要参数化的内容，右键菜单选择“Replace with a Parameter”，点击“Create New Parameter”。
设置参数取值，参数类型可以是File类型、Table类型、Random Number类型、Date/Time类型等。这里使用Table类型，同一行中列名为username及password的记录将作为表单中用户名和密码的动态参数值。除了手动添加参数值外，也可以通过ODBC方式从DB中获取参数值。
参数化后，脚本中的username及password字段取值已经不是静态值了，而是由“{}”包围起来的动态参数值。
2.场景设计与监控
当Vuser Script开发完成后，使用Controller将这个执行脚本的用户从单人转化为多人，从而模拟大量用户操作以形成系统负载。场景是一种模拟大量用户操作的技术手段，通过配置和执行场景向服务器产生负载，监控系统的各项性能指标。
通过对场景的设计，可以生成和用户需求相同的真实负载。场景分为目标场景和手动场景。一般地，我们使用使用自动场景来进行验收测试，使用手动场景来定位性能瓶颈。
通过设置一个运行目标，Controller会自动逐渐增加负载，测试系统能否稳定达到预期目标。如果达标则说明系统的性能符合测试目标，否则提示无法达标。自动场景是定性型性能测试，我们只关心最后性能测试的结论是否符合性能需求。
自动场景中提供了5种目标。手动场景中，可以通过增减Vuser来模拟真实的用户请求，完成负载的生成。手动场景是定量型性能测试，通过观察在负载增加过程中系统各个组件的变化情况，来定位性能瓶颈。
完成场景设计后，点击Run标签页切换到场景监控主界面。在左侧Scenario Groups中列举了所有Vuser的运行状态;在右侧Scenario Status中列举了当前场景的运行情况;在下方Available Graphs中列举了所有可监控的计数器类型，通过添加计数器实例可以让LR监控其性能数据(如CPU、内存使用率等)。
我们可以监控本地服务器或远程Windows/Linux/AIX服务器(监控Linux/AIX需要先安装rstatd组件)以及Weblogic/WebSphere等应用服务器的性能数据。
点击Start Scenario按钮执行场景，可以看到交互计划图开始变化，监控主界面的Vuser状态开始变化，Running Vuser开始增加，Transaction Graphs等计数器开始显示数据。
点击Vusers 按钮可以查看当前所有Vuser的状态，并可以在执行过程中通过Add Vuser及Stop Vuser来动态调整负载情况。选中Vuser，右键选择Show Vuser可以查看该Vuser真实的运行情况。
3.数据分析
待场景执行完毕后，点击Results->Analyze Results来启动数据收集分析器，如图31。它会导入场景数据并生成性能测试报告。
Summary Report包括了场景统计信息、事务摘要、HTTP响应摘要等信息;Graphs默认只包含最基本的一些计数器数据图，可以通过右键Add New Item->Add New Graph来添加你需要的计数器。
在Analysis中经常需要和各种Graphs打交道，这就涉及到图的设置，常用设置包括：
Set Filter/Group By：对图形设置过滤规则;
Set Granularity：设置数据采样点的间距，以秒为单位;
View Raw Data：打开图形对应的原始数据;
Comments：在图中添加注释;
Display Options：设置图形显示样式；
Merge Graphs：对图形进行合并，来直观的获取相关计数器之间的关联关系；
Auto Correlate： 自动分析该图形与其他计数器的关联性，通过它可以发现数据之间的相互依赖性，从而定位性能瓶颈。Collrelation Match代表关联性的强弱程度，数值越大说明关联性越强。
通过本文的案例，我们可以看到LoadRunner在高度模仿真实用户行为(集合点、参数化、虚拟IP、分布式LG等技术)中展示出的优势。
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