Teste de carga: definido, ferramentas e práticas recomendadas

O teste de carga é uma parte crítica do ciclo de vida de desenvolvimento de software, proporcionando aos desenvolvedores uma maneira de avaliar o desempenho de um sistema sob cargas significativas. Ao destacar como o software se comporta quando levado ao limite, esse tipo de teste de controle de qualidade garante melhor confiabilidade e escalabilidade. Também ajuda a melhorar a experiência geral do usuário, evitando gargalos de desempenho. Ao contrário de muitos outros tipos de testes, como testes funcionais ou de estresse, os testes de carga se concentram na emulação de cenários e possibilidades de uso do mundo real.

Por que testes de carga?

Os testes de carga ajudam as equipes de desenvolvimento a identificar e mitigar possíveis problemas de desempenho antes do lançamento. Sem ele, eles correm o risco de grandes falhas de software, como o travamento de um site durante picos de tráfego. Por exemplo, o teste de carga poderia ter evitado o infame Falha no site health.gov em seu lançamento.

Ao avaliar o software sob cargas pesadas, os testadores garantem que ele seja escalonável, robusto e capaz de lidar com os volumes esperados de usuários. Isso torna o sistema resultante mais confiável e, ao mesmo tempo, melhora os níveis gerais de desempenho e a satisfação do usuário.

Conceitos-chave em testes de carga

Embora os termos às vezes sejam usados ​​de forma intercambiável, testes de desempenho, testes de estresse e testes de carga são três formas diferentes de teste de controle de qualidade. O teste de carga avalia o comportamento de um sistema sob altas cargas previstas para garantir que ele lide com níveis máximos de tráfego de usuários com eficiência. Os testes de desempenho avaliam as operações sob condições típicas. Um teste de estresse determina a estabilidade do software sob as condições mais extremas para identificar seu ponto de ruptura.

Outros conceitos-chave em testes de carga incluem:

• Usuários Virtuais (VU) simule usuários reais executando tarefas e interagindo com o aplicativo. Isso permite que os testadores de carga emulem muitos usuários trabalhando simultaneamente no software para entender como ele lida com o tráfego simultâneo.
• Taxa de transferência é a taxa na qual o software processa solicitações. Este é um aspecto crucial do teste porque ajuda a identificar a capacidade operacional máxima do aplicativo para lidar com transmissões de grandes volumes de dados.
• Um sistema tempo de resposta é quanto tempo leva para responder a uma solicitação do usuário. Isto difere da latência, que mede o atraso específico antes do início da primeira resposta e não toda a duração do processo de solicitação.

Ferramentas e tecnologias de teste de carga

O uso de ferramentas para teste de carga ajuda as equipes de desenvolvimento a simular o comportamento do usuário para melhorar a eficiência.

Apache JMeter

Apache JMeter é uma ferramenta poderosa desenvolvida para testes de carga e medição de desempenho de vários serviços de aplicativos. Ele pode lidar com testes que vão desde recursos estáticos e dinâmicos até aplicativos da web. Esta ferramenta suporta extensas análises gráficas de métricas de desempenho, gerenciando múltiplos injetores de carga através de um único controlador e extensões através de um grande catálogo de plugins. JMeter é uma escolha versátil para desenvolvedores que buscam otimizar o desempenho de seu software.

LoadRunner

A capacidade do LoadRunner de simular milhares de usuários simultâneos o torna uma das principais ferramentas de teste de carga do setor. A Micro Focus criou o LoadRunner para oferecer suporte a uma vasta gama de ambientes de aplicativos, incluindo aplicativos da Web e de rede. É uma ferramenta altamente versátil para uma ampla variedade de cenários de teste. Seu conjunto robusto de recursos inclui recursos de análise aprofundada para ajudar na identificação de gargalos e na otimização do desempenho do sistema.

Gafanhoto

Distinguido pelo uso de Python para scripts de comportamentos do usuário, o Locust é uma ferramenta de teste de carga altamente flexível, amigável ao desenvolvedor e de código aberto. Ele oferece escalabilidade incomparável, suportando milhões de usuários simultâneos simulados por meio de testes distribuídos em várias máquinas. O Locust fornece atualizações em tempo real sobre métricas de desempenho, o que permite que as equipes supervisionem os testes conforme eles acontecem. É uma ferramenta poderosa e intuitiva para testes de carga.

Gatling

Gatling é uma estrutura de teste de desempenho de código aberto baseada em Akka, Scala e Netty. Com um painel de métricas detalhado, a ferramenta fornece análises aprofundadas dos dados de teste de desempenho, ao mesmo tempo que oferece suporte à gravação. Isso simplifica o processo de criação de casos de teste, capturando ações do usuário em aplicativos web. Gatlin também se integra perfeitamente aos pipelines de integração contínua para aprimorar os fluxos de trabalho dos desenvolvedores. Isso o torna uma ferramenta valiosa de teste de carga para equipes que trabalham em ambientes ágeis e DevOps.

Ferramentas de código aberto versus ferramentas comerciais

Existem muitas ferramentas de teste de carga comerciais e de código aberto disponíveis, cada uma com suas vantagens e desvantagens.

Prós de ferramentas de código aberto

• Custo-beneficio: a maioria das ferramentas de teste de carga de código aberto são gratuitas e não exigem taxas de licenciamento, o que ajuda a reduzir o investimento inicial necessário para configurar o teste de carga.
• Suporte da comunidade: Estas ferramentas têm frequentemente comunidades de utilizadores ativas que melhoram e atualizam continuamente as ferramentas, enriquecendo as suas capacidades ao longo do tempo.
• Extensibilidade: Existem muitos recursos de personalização, permitindo que os usuários ampliem e modifiquem as ferramentas para atender às suas necessidades específicas.

Contras das ferramentas de código aberto

• Suporte oficial limitado: O suporte para ferramentas de código aberto geralmente recai sobre fornecedores externos ou na comunidade, levando a níveis variados de conhecimento e capacidade de resposta.
• Curva de aprendizado mais acentuada: A utilização dessas ferramentas exige mais conhecimento técnico e familiaridade com a tecnologia subjacente.

Prós de ferramentas comerciais

• Recursos abrangentes: As ferramentas comerciais normalmente incluem recursos avançados e capacidades de integração perfeita.
• Suporte dedicado: Os fornecedores comerciais oferecem suporte oficial e documentação detalhada para melhores experiências do usuário e resolução de problemas.
• Estabilidade: o provedor oferece atualizações regulares e controle de qualidade para garantir maior confiabilidade e estabilidade da ferramenta de teste de carga ao longo do tempo.

Contras das ferramentas comerciais

• Custo: As ferramentas comerciais vêm com taxas de licenciamento, que podem ser proibitivas para empresas menores.
• Menos personalizável: geralmente, esse tipo de ferramenta de teste de carga oferece menos personalização e flexibilidade em comparação com opções de código aberto.

O processo de teste de carga: passo a passo

O teste de carga eficaz envolve várias fases, incluindo planejamento, design e execução.

Planejamento

A fase de planejamento do teste de carga requer a definição de metas e objetivos específicos para compreender o comportamento do sistema sob cargas pesadas. As principais métricas incluem rendimento, tempo de resposta e carga simultânea de usuários para medir a engenharia de desempenho com a maior precisão possível. É importante que os testes se alinhem com cenários de casos de uso reais e resultados esperados para fornecer insights acionáveis ​​para melhorar o aplicativo.

Projeto

Na fase de design do processo de teste de carga, as equipes desenvolvem cenários de teste que imitam as interações reais do usuário com o aplicativo, tanto quanto possível. Isso envolve planejar estrategicamente como distribuir a carga de trabalho simulada entre usuários virtuais para simular com precisão as condições de carga. As decisões sobre o número de usuários virtuais simultâneos e a alocação de cada teste são tomadas para garantir uma avaliação equilibrada e eficaz do desempenho do sistema.

Execução

A execução de testes de carga envolve a execução do teste preparado em um ambiente controlado enquanto aumenta sistematicamente a carga de usuários virtuais. O monitoramento contínuo do sistema é essencial para obter insights em tempo real sobre o desempenho com base em métricas como consumo de memória, uso de CPU e tempos de resposta. A observação contínua dos testes ajuda a identificar e diagnosticar gargalos ou falhas de desempenho, garantindo a precisão e a capacidade de ação dos resultados dos testes.

Melhores práticas para realização de testes de carga

Existem várias práticas recomendadas que os desenvolvedores podem utilizar ao conduzir testes de carga para obter os testes mais eficazes possíveis.

Simulação do mundo real

• Use cenários reais de usuários: os testadores devem ter como objetivo criar cenários de teste que reflitam com precisão como os usuários reais irão realmente interagir com o aplicativo. O uso de dados analíticos e a realização de pesquisas com usuários podem ajudar a identificar as interações mais comuns com o software.
• Diversos perfis de usuário: estabelecer uma variedade de perfis de usuários virtuais como representações de diversas funções de usuário, padrões de comportamento e níveis de acesso é uma ótima maneira de testar a carga. Ao testar o desempenho do sistema em diferentes tipos de usuários, as equipes obtêm resultados de testes mais abrangentes e variados.
• Distribuição geográfica: para aplicativos com alcance global, é importante que as equipes incorporem distribuições geográficas nos esforços de teste de carga. Ao simular diversos locais, o teste de carga leva em conta variações nas infraestruturas regionais e potenciais latências de rede. Os testes com a geografia em mente garantem que o aplicativo tenha um desempenho ideal em todos os mercados globais pretendidos.

Teste de carga contínuo

• Integração com CI/CD: Ao integrar testes de carga automatizados em pipelines de CI/CD, os desenvolvedores mantêm melhor a qualidade do software durante todo o processo de desenvolvimento. A combinação desses processos faz com que cada atualização de código passe por uma avaliação de desempenho como uma tarefa padrão, identificando automaticamente regressões ou melhorias de desempenho.
• Testes agendados regularmente: Mesmo com a integração em pipelines de CI/CD, os desenvolvedores devem estabelecer um intervalo adicional e regular para a realização de testes de carga. Isso oferece insights valiosos sobre a estabilidade e escalabilidade do aplicativo sob cargas variadas, ao mesmo tempo em que monitora e documenta tendências de desempenho ao longo do tempo. Testes regulares fora de processos automatizados promovem uma otimização de desempenho mais proativa.

Balanceamento de testes de carga manuais e automatizados

• Valor dos testes manuais: embora os testes automatizados ofereçam muitos benefícios, os testes de carga manuais fornecem insights qualitativos essenciais sobre a experiência real do usuário sob estresse. Uma abordagem de teste mais prática permite que os testadores avaliem diretamente as funcionalidades e a interface do usuário durante cargas elevadas.
• Poder da Automação: os testes automatizados garantem a repetibilidade, a precisão e a escalabilidade dos testes de carga. É um aspecto crucial para monitorar consistentemente as métricas de desempenho ao longo do tempo e, ao mesmo tempo, identificar regressões com eficiência. Ferramentas automatizadas de teste de carga também ajudam a agilizar o processo de automação.

Teste de carga em ambiente de teste

• Replicar ambiente de produção: o ambiente de teste no qual as equipes de desenvolvimento conduzem testes de carga deve ser muito semelhante, se não espelhar, à configuração exata de produção para obter resultados mais precisos. Isso inclui condições de rede, configurações de hardware e software.
• Isole fatores externos: para obter resultados de testes mais autênticos, é importante que as equipes reduzam e removam variáveis ​​externas com potencial de influenciar os resultados dos testes. Por exemplo, os testadores não devem executar testes ou processos adicionais simultaneamente com testes de carga.

Monitoramento e Métricas

• Monitoramento em tempo real: ao monitorar o desempenho do sistema em tempo real durante os testes de carga, os desenvolvedores identificam possíveis problemas imediatamente e os resolvem com mais rapidez. O monitoramento em tempo real permite uma intervenção oportuna.
• Coleção abrangente de métricas: o teste de carga mais eficaz vai além dos tempos de resposta e das taxas de erro. Os testadores também devem monitorar o consumo de memória, o desempenho do banco de dados, o uso da CPU, o uso da largura de banda da rede, a latência, a taxa de transferência e muito mais para obter uma visão holística do sistema.
• Definir limites claros: Antes do teste de carga, as equipes devem definir limites de desempenho específicos para delinear níveis de desempenho aceitáveis ​​em caso de falhas. Isso facilita a identificação e resolução mais rápida de problemas.

Documentação e Relatórios

• Manter a documentação de teste: registros detalhados de cenários de teste, objetivos, configurações e suposições durante o teste de carga ajudam a garantir a repetibilidade de cada teste. Isso aumenta a transparência e ao mesmo tempo melhora a usabilidade dos resultados dos testes.
• Relatórios detalhados: A preparação de relatórios pós-teste detalhados torna os dados de teste mais acessíveis e compreensíveis para as partes interessadas, o que leva a uma tomada de decisão mais informada. Os relatórios devem incluir descobertas, anomalias, recomendações práticas e recursos visuais.

Melhoria continua

• Teste Iterativo: repetir testes regularmente como um processo contínuo, em vez de um evento único que auxilia as equipes a manter o desempenho ideal do sistema. A repetição de testes após alterações ou atualizações no sistema é especialmente importante para garantir que o sistema ainda possa lidar com cargas típicas.
• Aja de acordo com os insights: aproveitar não apenas os dados coletados em cada ciclo de teste de carga, mas também os insights obtidos no próprio teste, ajuda a aprimorar e refinar testes futuros. Isso pode envolver o uso de resultados anteriores para ajustar cenários de testes, conjuntos de métricas e capacidades de carga do usuário.

Ciclo de colaboração e feedback

• Colaboração entre equipes: O teste de carga deve incluir o envolvimento de todas as partes interessadas no processo de desenvolvimento, incluindo desenvolvedores, administradores de sistema, testadores de controle de qualidade e proprietários de produtos. As diversas perspectivas de cada membro da equipe facilitam uma compreensão mais abrangente dos problemas e soluções de desempenho.
• Mecanismo de retorno: ciclos de feedback eficazes ajudam a traduzir os insights resultantes dos testes de carga em ações práticas. Desde otimizações de código até ajustes de infraestrutura, essa capacidade de resposta e colaboração melhoram o desempenho e a confiabilidade do sistema.

Conclusão

O teste de carga é uma parte essencial do desenvolvimento de software bem-sucedido. Ele garante que os aplicativos e sistemas continuem com níveis ideais de desempenho sob cargas pesadas ou máximas de usuários. Ao integrar testes de carga no trabalho regular de desenvolvimento e usá-los junto com outros tipos de testes, as equipes de desenvolvimento melhoram os níveis de satisfação do usuário final e a confiabilidade do sistema.

Ao negligenciar a realização de testes de carga, os sistemas enfrentam falhas imprevistas e experiências negativas do usuário, resultando em danos significativos à reputação e financeiros. Testes de carga consistentes em todo o processo de desenvolvimento são uma parte essencial da manutenção de software e aplicativos eficientes e robustos.

Perguntas frequentes

O que é teste de carga?

O teste de carga é um tipo de teste de desempenho para avaliar como um sistema se comporta sob uma carga esperada de usuário ou transação. O software de teste de carga ajuda a identificar problemas de desempenho antes do lançamento.

Como os testes de carga e os testes de estresse se comparam?

Os testes de carga e de estresse são importantes no processo de teste de desempenho, mas diferem em vários aspectos. O teste de carga envolve a avaliação do desempenho do aplicativo sob condições de carga típicas e de pico. Os testes de estresse, por outro lado, levam o sistema além das capacidades operacionais normais para avaliar como o aplicativo lida com condições extremas.

Quais ferramentas são comumente usadas para testes de carga?

Existem várias ferramentas de teste de carga disponíveis. Exemplos incluem:

• JMeter: uma ferramenta Apache de código aberto para simular vários cenários
• LoadRunner: Uma solução comercial popular com amplos recursos de teste
• Gatling: uma ferramenta de código aberto amplamente utilizada, conhecida por desempenho e escalabilidade

Qual é o propósito de uma ferramenta de teste de desempenho?

As ferramentas de teste de desempenho simulam as interações do usuário com uma solução de software para avaliar sua estabilidade, capacidade de resposta e escalabilidade sob diferentes condições de carga. Eles ajudam a garantir que o software possa lidar com as cargas de tráfego esperadas sem interferir na experiência do usuário.