分布式系统测试实践

分布式系统在越来越多的公司和产品系统中应用,作为分布式系统要求高扩展,高稳定,高可靠,高可用,并且部署复杂、软件角色多、硬件依赖强,对于测试来说,分布式系统的测试面临以下难点:

1 分布式事务:多机、多角色协作,测试场景多且复杂

2 多线程:多线程场景难模拟

3 多系统:关联的外围系统多,而且又都是分布式

4 一致性要求:强一致、弱一致、最终一致

5 稳定性要求:如何保证7*24小时系统稳定

6 可用性要求:各种系统异常场景,软件、硬件因素

7 兼容性要求:多客户端服务端版本,多服务方式(REST、JavaClient)

8 性能要求:吞吐量和响应时间,软硬件因素

如何来应对这个难题,可以从如下几个方面来应对:

(1)多层次测试保障。将测试分为不同的层次,在每个层次注重不同的测试重点。

a)单元测试:开发人员完成,覆盖基本逻辑

b)白盒异常测试:有针对的对各个系统异常进行代码级模拟,验证系统是否有能力处理并保持可用

c)接口测试:保证服务的各个对外接口符合预期,基本功能验证

d)集成测试:高压力、高并发、多种系统协作的基本功能和异常场景测试(软件、硬件异常)

e)稳定性测试:高压力模拟常见应用和故障的混合场景,多种方式并行进行。

f)仿真测试:建立客户应用回归环境,仿真客户使用场景

(2)低成本测试。所谓低成本测试就是在测试过程中采取一系列的策略,降低测试成本,包括在前期参与设计方案评审和Code Review。明确不可靠模块的应用风险,核心模块的持续投入,自动化回归和多环境并行测试,并且参与线上应用情况的分析和线上故障的排查,做好bug的应对方案。

(3)高效定位问题。从测试用例出发,确定出现bug的特定场景,根据完善的日志和监控体系来进一步分析出现问题的条件,从而能逐级缩小测试用例,从黑盒的测试用例转入白盒测试用例,另外可以利用自动化测试分析工具来进行分析。最核心的还是要对产品本身有深入的了解,产品的需求和产品的实现都要理解。

(4)DST,分布式系统测试工具。

DST拥有以下的强大功能:

1 支持编写测试用例实现多机并行测试

2 可集成多种已有的测试工具及用例

3 可配置的监控数据自动收集与展示

4 日志自动分析与查看

5 可扩展的任务执行控制功能

6 性能、功能结果对比

7 测试报告自动生成

DST的整体框架:

其中WebServer主要提供了测试管理的功能,包括用例场景,实验室,集群管理和监控日志查看,和测试报告生成的功能。

测试集群完成了测试用例的分发和执行,并且通过TestCaseRunner来集成多种测试工具。

数据分析平台则主要完成监控数据和日志数据的存储和分析,并将分析结果推送给WebServer以供用户查看。

DST的页面图

除了以上几点,神秀还分享了一些在分布式系统测试中积累的一些经验:

(1)分布式事务最难搞。需要注意的点有三个:

a)单系统、单机出现异常不能影响事务正确性

b)不可过分信任依赖系统

c)系统设计时的检查更为重要,多系统异常难模拟,难考虑完整。在系统设计时的reivew更能提前发现问题,避免后续测试出现问题再排查浪费时间。

(2)性能的小问题不容忽视。主要体现在以下几个方面:

a)关键性能指标看不到是系统稳定性的地雷

b)通过关注测试系统的性能表现可以快速发现线上系统隐患

c)测试人员比开发人员对线上性能更有发言权

d)及时的给出测试数据和改进意见是测试价值的体现

e)关注线上性能表现可以完善测试用例,更贴近实际

(3)GC是性能的重要因素。可以参考的点:

a)减少GC暂停时间是优化的目标

b)避免内存碎片对应用的影响

c)观察线上系统GC状况避免故障(内存泄露、FullGc)

d)Gc日志和gc监控帮助我们发现最合理的配置

(4)线上最容易发现隐患,测试人员要多参与线上应用情况和线上问题的分析。

(5)有bug也不能影响系统稳定,系统不可能没有bug,往往出了bug如何处理比bug本身更重要,这对系统的健壮性和系统的自我调节和报警能力提出了更高的要求。

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