如何做好软件可靠性测试：方法、工具与实战案例
如何做好软件可靠性测试：方法、工具与实战案例
可靠性测试（Reliability Testing，RT）是一种在功能测试基本完成的基础上进行的软件测试方法，旨在评估系统在给定时间和条件下的稳定性和可靠性。通过模拟各种使用场景和异常条件，可靠性测试可以帮助发现系统的潜在故障、错误和异常行为，确保系统能够在各种情况下正常运行。
可靠性测试 (Reliability Testing, RT) 也是一种软件测试方法，需要基于功能测试基本完成的基础上进行的一种测试，旨在评估系统在给定时间和条件下的稳定性和可靠性。
该测试方法旨在发现系统的潜在故障、错误和异常行为，并确定系统在长时间运行和重负载条件下的可靠性水平。可靠性测试是保证系统在各种情况下正常运行的重要手段，以确保系统能够持续提供可靠的服务并满足用户期望。
使用场景
可靠性测试在网上购物系统的网页端和移动端都非常重要。以下是一些使用场景的例子：
高并发场景：模拟大量用户同时访问网站或使用移动应用程序的情况，以确保系统在高负载下的稳定性和可靠性。
长时间稳定运行场景：测试系统在连续运行数小时或数天后是否出现内存泄漏、资源耗尽或系统崩溃等问题。默认我们会选择测试7*24小时来验证该场景。
异常条件场景：测试系统对异常条件的处理能力，如网络中断、数据库故障、服务器宕机等。
数据完整性场景：测试系统在处理大量数据时是否出现数据丢失、数据重复或数据不一致等问题。
性能稳定性场景：测试系统在持续高负载下的性能表现，包括响应时间、吞吐量和资源利用率等指标。
测试方法和工具
可靠性测试方法
异常值输入法
这是一种使用系统不允许用户输入的数值（即异常值）作为测试输入的可靠性测试方法。故障植入法
故障植入法是把系统放在有问题的环境中进行测试的一种可靠性测试法，主要能够测试到的质量属性是容错性和成熟性。
用户的业务环境中，会有哪些故障、错误或问题？列出这些场景，把系统放到这些场景中，运行正常的业务，分析此时系统的反应是否合理。
如果系统被部署在用户的硬件环境中，考虑系统所需要的硬件资源，如CPU、内存、存储空间等，在出现不足的情况下，系统的反应是否合理。
如果系统被安装在用户的系统中，考虑系统在软件冲突、驱动不正确等情况下，系统的反应是否合理。
如果系统是一个独立的设备，考虑它的关键器件（如机框、单板、插卡、硬盘、芯片等）出现问题时，系统的反应是否合理。
- 稳定性测试法
是在一段时间里，长时间大容量运行某种业务的一种可靠性测试法。
多：在测试中增加用户对功能的操作数量
并：在测试中让多个用户同时来操作这个功能
复：在测试中让一个或多个用户，反复进行新建、刷新、删除、同步、备份之类的操作
异：在测试中让一个或者多个用户，反复进行异常操作
压力测试法
在一段时间内持续使用超过系统规格的负载进行测试的一种可靠性测试方法。恢复测试法
使用持续超过规格的负载进行了测试后，再将负载降到规格以内的测试方法。
预期结果均为：持续进行超过规格的负载测试时，允许规格内的业务不是100%正确。如果产品在可靠性方面的要求不高，甚至允许系统出现死机、重启等情况。
当负载降到规格值之内后，业务必须能够恢复到100%的正确。换句话说，产品在负载高的情况下出现的死机、重启等问题，在负载降低后能够“自愈”。
可靠性测试工具
可靠性测试可以使用多种技术和工具来支持测试过程，包括但不限于：
负载测试工具：如Apache JMeter、LoadRunner等，用于模拟大量用户同时访问系统，以评估系统在高负载下的可靠性。
容错测试工具：用于模拟异常条件和错误情况，如断电模拟器、网络模拟器和故障注入工具等，以评估系统对异常情况的容错能力。
日志和监控工具：用于收集系统运行期间的日志和性能指标，以分析系统的稳定性和可靠性。
自动化测试框架：如Selenium、Appium等，用于自动化执行可靠性测试用例，以提高测试效率和准确性。
实操步骤
以下是可靠性测试的一般实施方法：
确定测试目标和范围：明确要测试的可靠性方面，如高负载下的性能、系统的容错能力等，并确定测试的覆盖范围。
设计可靠性测试用例：根据测试目标和范围，设计一系列具体的测试用例，覆盖各种场景和异常条件。
准备测试环境：设置合适的测试环境，包括硬件、网络和软件配置，以模拟真实的运行环境。
执行可靠性测试用例：按照设计的测试用例，执行可靠性测试，并记录测试过程中的关键信息和测试结果。
监控和分析系统运行：在测试期间，使用日志和监控工具来监测系统的运行状态和性能指标，并分析系统的稳定性和可靠性。
问题跟踪和修复：如果在测试过程中发现问题或故障，记录并跟踪问题，并与开发团队合作进行修复和验证。
总结和报告：整理测试结果和经验教训，编写可靠性测试报告，包括测试方法、测试结果、问题和建议等内容。向相关人员分享测试结果和建议，以便改进系统的可靠性。
经典用例
高并发场景
测试用例名称：高并发场景 - 同时添加商品到购物车
测试目标：测试系统在高并发访问下，能否成功处理大量用户同时添加商品到购物车的请求。
测试前提条件：
- 用户已登录并打开网页端和移动端应用。
- 商品库存充足。
测试步骤：
- 同时模拟1000个用户在网页端和移动端分别添加商品到购物车。
- 检查系统是否能够并发处理所有的添加请求，并保证购物车中的商品数量正确。
预期结果：系统能够成功处理所有的添加请求，并保证购物车中的商品数量正确。
实际结果：系统能够成功处理所有的添加请求，并保证购物车中的商品数量正确。
结论：系统在高并发情况下能够稳定处理用户的添加商品到购物车请求。
长时间运行场景
测试用例名称：长时间运行场景 - 用户登录状态保持
测试目标：测试系统在长时间运行后，用户的登录状态是否保持稳定。
测试前提条件：用户已登录并打开网页端和移动端应用。
测试步骤：
- 等待系统运行24小时。
- 检查用户在网页端和移动端的登录状态是否保持有效，不会自动登出。
预期结果：用户在网页端和移动端的登录状态保持有效，不会自动登出。
实际结果：用户在网页端和移动端的登录状态保持有效，不会自动登出。
结论：系统能够稳定保持用户的登录状态，不会自动登出。
异常条件场景
测试用例名称：异常条件场景 - 支付过程中网络中断
测试目标：测试系统在支付过程中出现网络中断时，能否正确处理并保证支付数据的完整性。
测试前提条件：用户已登录并选择商品进行支付。
测试步骤：
- 用户选择商品并进入支付流程。
- 模拟支付过程中的网络中断，如断开网络连接。
- 恢复网络连接后，检查系统是否能够正确处理中断前的支付数据，并继续支付流程。
预期结果：系统能够正确处理支付过程中的网络中断，并保证支付数据的完整性。
实际结果：系统能够正确处理支付过程中的网络中断，并保证支付数据的完整性。
结论：系统能够可靠地处理支付过程中的网络中断情况，保障支付数据的完整性。
数据完整性场景
测试用例名称： 数据完整性场景 - 订单信息准确性
测试目标： 测试系统在创建订单过程中，能否保证订单信息的准确性和完整性。
测试前提条件： 用户已登录并选择商品进行下单。
测试步骤：
用户选择商品并进入下单流程。
在填写订单信息的页面，输入有效的订单信息，包括收货地址、联系方式等。
提交订单。
检查订单信息是否准确无误，包括商品信息、价格、收货地址等。
预期结果： 订单信息准确无误，与用户输入的信息一致。
实际结果： 订单信息准确无误，与用户输入的信息一致。
结论： 系统能够保证订单信息的准确性和完整性，确保用户提交的订单信息不会发生数据丢失或错误。
性能稳定性场景
测试用例名称： 性能稳定性场景 - 页面加载时间
测试目标： 测试系统在不同网络环境下，网页端和移动端的页面加载时间是否稳定。
测试前提条件： 用户已登录并打开网页端和移动端应用。
测试步骤：
在不同网络环境下（如3G、4G、5G和WiFi等），分别打开网页端和移动端应用。
记录并比较页面加载时间，包括首页、商品列表、商品详情等页面。
预期结果： 页面加载时间在不同网络环境下保持稳定，用户体验良好。
实际结果： 页面加载时间在不同网络环境下保持稳定，用户体验良好。
结论： 系统能够稳定地处理页面加载，在不同网络环境下保持良好的性能，确保用户能够快速访问和浏览网页端和移动端应用。