軟件性能

響應時間是指系統對請求作出響應的時間。直觀上看，這個指標與人對軟件性能的主觀感受是非常一致的，因為它完整地記錄了整個計算機系統處理請求的時間。由於一個系統通常會提供許多功能，而不同功能的處理邏輯也千差萬別，因而不同功能的響應時間也不盡相同，甚至同一功能在不同輸入數據的情況下響應時間也不相同。所以，在討論一個系統的響應時間時，人們通常是指該系統所有功能的平均時間或者所有功能的最大響應時間。當然，往往也需要對每個或每組功能討論其平均響應時間和最大響應時間。

對於單機的沒有併發操作的應用系統而言，人們普遍認為響應時間是一個合理且準確的性能指標。需要指出的是，響應時間的絕對值並不能直接反映軟件的性能的高低，軟件性能的高低實際上取決於用户對該響應時間的接受程度。對於一個遊戲軟件來説，響應時間小於100毫秒應該是不錯的，響應時間在1秒左右可能屬於勉強可以接受，如果響應時間達到3秒就完全難以接受了。而對於編譯系統來説，完整編譯一個較大規模軟件的源代碼可能需要幾十分鐘甚至更長時間，但這些響應時間對於用户來説都是可以接受的。

雖然軟件性能指標本身只涉及軟件性能的度量，但考慮到軟件性能測試的主要目的是測試和改善所開發軟件的性能，對於複雜的網絡化的軟件而言，簡單地用響應時間進行度量就不一定合適了。

考慮一個普通的網站系統。開發該網站系統時，軟件開發實際上只集中在服務器端，因為客户端的軟件是標準的瀏覽器。雖然用户看到的響應時間時使用特定客户端計算機上的特定瀏覽器瀏覽該網站的響應時間，但是在討論軟件性能時更關心所開發網站軟件本身的“響應時間”。也就是説，可以把用户感受到的響應時間劃分為“呈現時間”和“系統響應時間”，前者是指客户端的瀏覽器在接收到網站數據時呈現頁面所需的時間，而後者是指客户端接收到用户請求到客户端接收到服務器發來的數據所需的時間。顯然，軟件性能測試更關心“系統響應時間”，因為“呈現時間”與客户端計算機和瀏覽器有關，而與所開發的網站軟件沒有太大的關係。

如果仔細分析這個例子，還可以把“系統響應時間”進一步分解為“網絡傳輸時間”和“應用延遲時間”，其中前者是指數據（包括請求數據和響應數據）在客户端和服務器端進行傳輸的時間，而後者是指網站軟件實際處理請求所需的時間。類似的，軟件性能測試也更關心“應用延遲時間”。實際上，這種分解還可以繼續下去，如果該網站系統使用了數據庫，我們可以把“數據庫延遲時間”分離出來，如果該網站系統使用了中間件，還可以把“中間件延遲時間”也分離出來。

以上的時間分解實際上有兩方面的目的。首先，人們通常希望把與所開發軟件直接相關的延遲時間和與所開發軟件不相關的延遲時間分離開，因為改善前者往往需要開發人員修改程序代碼，而改善後者不需要開發人員修改代碼，很多時候，開發人員對後者甚至是無能為力的。其次，詳細的分解有助於開發人員分析哪些部分是影響軟件性能的主要因素，以便於實施性能改善方案。

吞吐量是指系統在單位時間內處理請求的數量。對於無併發的應用系統而言，吞吐量與響應時間成嚴格的反比關係，實際上此時吞吐量就是響應時間的倒數。前面已經説過，對於單用户的系統，響應時間（或者系統響應時間和應用延遲時間）可以很好地度量系統的性能，但對於併發系統，通常需要用吞吐量作為性能指標。

對於一個多用户的系統，如果只有一個用户使用時系統的平均響應時間是t，當有你n個用户使用時，每個用户看到的響應時間通常並不是n×t，而往往比n×t小很多（當然，在某些特殊情況下也可能比n×t大，甚至大很多）。這是因為處理每個請求需要用到很多資源，由於每個請求的處理過程中有許多步驟難以併發執行，這導致在具體的一個時間點，所佔資源往往並不多。也就是説在處理單個請求時，在每個時間點都可能有許多資源被閒置，當處理多個請求時，如果資源配置合理，每個用户看到的平均響應時間並不隨用户數的增加而線性增加。實際上，不同系統的平均響應時間隨用户數增加而增長的速度也不大相同，這也是採用吞吐量來度量併發系統的性能的主要原因。一般而言，吞吐量是一個比較通用的指標，兩個具有不同用户數和用户使用模式的系統，如果其最大吞吐量基本一致，則可以判斷兩個系統的處理能力基本一致。

併發用户數是指系統可以同時承載的正常使用系統功能的用户的數量。與吞吐量相比，併發用户數是一個更直觀但也更籠統的性能指標。實際上，併發用户數是一個非常不準確的指標，因為用户不同的使用模式會導致不同用户在單位時間發出不同數量的請求。以網站系統為例，假設用户只有註冊後才能使用，但註冊用户並不是每時每刻都在使用該網站，因此具體一個時刻只有部分註冊用户同時在線，在線用户就在瀏覽網站時會花很多時間閲讀網站上的信息，因而具體一個時刻只有部分在線用户同時向系統發出請求。這樣，對於網站系統我們會有三個關於用户數的統計數字：註冊用户數、在線用户數和同時發請求用户數。由於註冊用户可能長時間不登陸網站，使用註冊用户數作為性能指標會造成很大的誤差。而在線用户數和同時發請求用户數都可以作為性能指標。相比而言，以在線用户作為性能指標更直觀些，而以同時發請求用户數作為性能指標更準確些。

資源利用率反映的是在一段時間內資源平均被佔用的情況。對於數量為1的資源，資源利用率可以表示為被佔用的時間與整段時間的比值；對於數量不為1的資源，資源利用率可以表示為在該段時間內平均被佔用的資源數與總資源數的比值。

對用户而言，性能就是響應時間。用户甚至不關心響應時間中哪些是軟件造成的，哪些是硬件造成的。但用户感受到的響應時間既有客觀成分，也有主觀成分，甚至是心理因素 。

管理員需要使用軟件提供的管理功能等手段來方便普通用户使用。這類用户首先關注普通用户感受到的軟件性能。其次，管理員需要進一步關注如何利用管理功能進行性能調優。

開發人員的視角與管理員的視角基本一致，但開發人員需要更深入地關注軟件性能。在開發過程中，開發人員希望能夠儘可能地開發出高性能的軟件。