性能テストがソフトウェア開発に欠かせない理由は？
すべての新しいソフトウェアは、多くの便利な機能や特徴を備えて開発されています。しかし、どんなに便利なアプリケーションであっても、信頼性、リソースの使用量、スケーラビリティ、その他の要素に左右されます。もしアプリケーションが劣悪なパフォーマンス指標で市場に送り出されれば、悪い評判を得る可能性が高く、また販売目標も失敗する可能性があります。性能テストは、ソフトウェアアプリケーションの妨げとなる特定のパフォーマンスボトルネックを排除するために行われます。
目次
性能テストとは
性能テストとは、与えられたワークロードの下でアプリケーションの速度、スケーラビリティ、安定性を評価するテスト技術です。ソフトウェアの品質を保証し、アプリケーションを市場にリリースする準備を整えるのに役立ちます。
性能・拡張性に関わるいくつかのテスト種別が定義されており、それぞれを簡単に表現すると以下のようになります。
| テスト種別 | 概要 |
| 性能テスト | 性能要件が指定したワークロードを処理する際に、性能要件を満たすだけの処理速度があるかどうかを確認するためのテストです。 |
| ストレステスト | システムのロードリミッターである外部からアクセスしたときの挙動を確認するテストです。代表的なテストの種類は以下のようになります。
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| ボリューム テスト | システムに限界負荷に相当する量のデータを投入した時の動作を検証するテストです。 |
| ロングラン テスト | システムに長時間の負荷をかけた時の動作を検証するテストです。 |
なぜ性能テストが必要なのか？
性能テストはシステム、アプリケーション、またはソフトウェアの品質保証に役立つ様々な利点を提供します。その中でも、目に見えるものをいくつか紹介します。
基本的な機能の検証
このテストで、システムやアプリケーションの重要な機能が意図した通りに、エラーなく動作することを確認することができます。
ユーザーエクスペリエンスの向上
性能テストはユーザーの視点から、システムの性能とレスポンス速度について有益な情報を提供します。確かに、遅い、あるいは反応が鈍いテクノロジーにユーザーは不満を感じることがあります。そのため、ユーザーからのフィードバックに迅速に対応し、ポジティブなユーザー体験を提供することで、プログラムの完成版を成功させることができるのです。
早期のフィードバックが可能
このテストにより、ソフトウェア開発ライフサイクルの様々な段階で実施することができます。そして、SDLCの初期段階で実施することで、早期段階でシステムのパフォーマンスに関するフィードバックを得る機会が得られます。これは、最終的に時間とコストを節約し、将来起こりうるパフォーマンスの問題のリスクを軽減します。
リソースユーティリティの最大化
開発者は、CPU、メモリ、データベースなどのリソースの利用を最適化することで、性能テストによってこれらの領域を特定し、時間の経過とともに無駄を減らすことができます。
システムの安定性を確保
エラーやデータ損失なしに長時間の負荷に耐えられるシステムは、安定しているとみなされます。性能テストは、パフォーマンスの上の問題点を特定し、システムが稼動する前に修正することで、安定性を確保するのに役立ちます。
性能テストのプロセス
性能テストプロセスの手法は、組織によって大きく異なりますが、目的は同じです。ここでは、性能テストの実施方法について、一般的な7つのステップを紹介します。
プロセス
ステップ1：テスト環境の特定
テスト環境またはテストベッドは、すべての魔法が起こる場所です。テスト環境を特定し、どのようなテストツールが自由に使えるかを知っておきます。ハードウェア、ソフトウェア、さまざまなネットワーク構成の詳細を事前に把握しておきます。
ステップ2：パフォーマンス指標を特定する
応答時間、スループット、制約などの一般的な性能指標に加えて、性能の成功基準を特定することも重要です。多くの場合、特定できるパフォーマンス・ベンチマークの種類は十分に小さいかもしれません。性能目標を設定するために、すでに成功している類似のアプリケーションを見つけることができます。
ステップ3：性能テストの企画・設計
ユーザーの多様性、テストデータ、性能計画を考慮し、いくつかの重要なシナリオを特定します。これは、さまざまなユースケースをシミュレートして、どのようなメトリクスを収集するのかを概説するために必要なものです。
ステップ4：テスト環境を構成する
必要なテストツールや監視リソースをすべて手配し、実行前にテスト環境を整えます。
ステップ5：テスト設計の実施
パフォーマンス基準や指標をもとに、すべての性能テストを設計します。
ステップ6：テストの実行
性能テストを実施し、実行します。また、生成されたすべてのテストデータを取得し、監視します。
ステップ7：分析、チューニング、再テスト
性能テストが終了したら、その結果を分析し、パフォーマンスの増減を確認するために再度テストを微調整します。同じまたは異なるパラメータを使用して、テストを再度実行します。
性能テストケースの例
テストケース01：1000人のユーザーが同時にウェブサイトにアクセスした場合、レスポンスタイムが4秒以下であることを確認します。
テストケース02：ネットワーク接続が遅い場合、負荷のかかるアプリケーションの応答時間が許容範囲内であることを確認します。
テストケース03：アプリケーションがクラッシュする前に処理できる最大ユーザー数を確認します。
テストケース04：500レコードを同時に読み書きする場合のデータベース実行時間を確認します。
テストケース05：ピーク負荷時のアプリケーションとデータベースサーバーのCPUとメモリの使用率を確認します。
テストケース06：低負荷、通常、中負荷、高負荷の各条件下で、アプリケーションの応答時間を検証します。
実際の性能テストの実行では、許容範囲や高負荷などの曖昧な用語を具体的な数値に置き換えられます。パフォーマンスエンジニアが、ビジネス要件やアプリケーションの技術的な状況に応じて、これらの数値を設定します。
性能テストのよく使うツール
市場には多種多様な性能テストツールが存在します。テスト用に選択するツールは、サポートするプロトコルの種類、ライセンスコスト、ハードウェア要件、プラットフォームのサポートなど、多くの要因に依存します。以下は、一般的に使用されている性能テストのツールです。
LoadNinja
LoadNinjaは、性能テストの方法に革命を起こしています。このクラウドベースの性能テストツールは、複雑な動的相関関係なしに、包括的な性能テストを記録し、即座に再生し、実際のブラウザでこれらの性能テストを大規模に実行することを可能にするチームです。チームはテストカバレッジを拡大し、性能テスト時間を60%以上削減することができます。
HeadSpin
HeadSpinは、業界最高水準の性能テスト機能をユーザーに提供します。ユーザーは、HeadSpinプラットフォームの性能テスト機能を使って、アプリケーション、デバイス、ネットワーク全体のパフォーマンス問題を特定し解決することで、デジタル体験を最適化できます。HeadSpinは何千ものデバイス、ネットワーク、ロケーションから得られた実際のデータを提供します。ユーザーは、高度なAI機能を活用し、ユーザーに影響を与える前に、テストにおけるパフォーマンスの問題を自動的に特定することができます。
BlazeMeter
このツールは、オープンソースに情熱を傾けるエンジニアによって設計・構築されました。BlazeMeterは、IDEから直接、大規模な負荷テストと性能テストを行うことができます。さらに、UXと負荷を組み合わせたテストにより、負荷がかかった状態でユーザーが何を見るかを確認することができます。そして一番の魅力は、パフォーマンス、機能、スクリプトレス、APIテストとモニタリング、テストデータ、モックサービスがすべて含まれています。
HP LoadRunner
これは、現在市場で最も人気のある性能テストツールです。このツールは、数十万人のユーザーをシミュレートすることができ、アプリケーションを現実の負荷下に置いて、予想される負荷下での動作を決定します。Loadrunnerは、人間のユーザーの行動に近いをシミュレートする仮想ユーザージェネレーターを備えています。
Jmeter
Webサーバーやアプリケーションサーバーの性能テストに使用される代表的なツールの一つです。
まとめ
結論として、性能テストは、エンドユーザーにとって重大な問題になる前にパフォーマンスの問題を特定し、対処することができる、ソフトウェア開発における重要な側面です。
このブログで取り上げたステップに従い、最も一般的に使用されているツールを使用することで、ソフトウェア開発チームは、アプリケーションがユーザーのパフォーマンス要件を満たしていることを確認することができます。
さらに、性能テストは、アプリケーションのスケーラビリティと信頼性についての貴重な洞察を提供し、開発チームが将来の改善について情報に基づいた決定を下すことを可能にします。
高性能なソフトウェアへの需要が高まり続ける中、開発チームは、ユーザーの期待に応える高品質のソフトウェアを提供するために、性能テストを開発プロセスの不可欠な部分とすることが必要不可欠です。
