En el campo del desarrollo de software, las herramientas de evaluación comparativa del desempeño son la clave para medir el desempeño del sistema e identificar cuellos de botella. Proporcionan datos objetivos para ayudarnos a trascender los sentimientos subjetivos y tomar decisiones de optimización precisas. Ya sea evaluando el potencial de un nuevo hardware o verificando el efecto de los cambios de código, estas herramientas son nuestros socios indispensables.
Cómo elegir herramientas de evaluación comparativa de rendimiento
Al elegir una herramienta, lo primero que hay que hacer es aclarar el objetivo de la prueba. ¿Quiere evaluar la capacidad informática de punto flotante de la CPU o el rendimiento del procesamiento concurrente de la base de datos? Dependiendo de los objetivos, la elección de las herramientas será completamente diferente. Por ejemplo, para el rendimiento general de toda la máquina, es posible elegir, y para aquellos que se centran en la CPU, puede estar en la categoría o. Si elige herramientas a ciegas sin considerar necesidades específicas, los resultados de las pruebas a menudo no reflejarán las dimensiones de rendimiento que le interesan.
Debe considerar la madurez de la herramienta, el apoyo de la comunidad y el costo del aprendizaje. Una herramienta con una comunidad activa y documentación detallada, como perf o en el ecosistema Linux, puede permitirle encontrar soluciones rápidamente cuando encuentre problemas. Para aquellas pruebas que deben ejecutarse con frecuencia, la facilidad de uso y las capacidades de integración automatizada también son muy importantes. Esto afectará directamente la eficiencia del trabajo del equipo. Si sacrifica la facilidad de uso para lograr la función definitiva, a veces obtendrá resultados que superarán las ganancias.
¿Cuáles son los indicadores centrales de las pruebas de referencia de desempeño?
Convencionalmente, los indicadores básicos cubren el rendimiento y también incluyen la latencia y la utilización de recursos. El rendimiento mide la cantidad de tareas procesadas por el sistema dentro de una unidad de tiempo, que es como la cantidad de solicitudes procesadas por segundo. La latencia se centra en el tiempo que tarda en iniciarse una sola tarea desde su finalización hasta su finalización, lo que tiene un impacto directo en la experiencia del usuario. En los servicios web, prestamos especial atención a la latencia P99 porque puede reflejar la experiencia del usuario en el peor de los casos.
Los indicadores de utilización de recursos cubren el uso de CPU, uso de memoria, E/S de disco y ancho de banda de red. El uso de estos indicadores puede ayudarnos a comprender el consumo de recursos del sistema bajo cargas específicas. Por ejemplo, si un alto rendimiento va acompañado de un uso de CPU siempre al 100%, lo más probable es que sea una indicación de que el sistema está casi cerca de un cuello de botella. Sólo mediante el análisis de correlación de estos indicadores se puede construir un retrato completo del desempeño del sistema.
Cómo diseñar escenarios de pruebas de rendimiento eficaces
La clave es diseñar escenarios de prueba que simulen cargas de trabajo del mundo real, lo que significa analizar los patrones de acceso del entorno de producción, pero también analizar la distribución de datos del entorno de producción y analizar el comportamiento del usuario del entorno de producción. Es posible que las pruebas que utilizan solo conjuntos de datos pequeños no puedan exponer los problemas de rendimiento de las consultas de la base de datos en grandes volúmenes de datos. El uso de datos no sensibles del entorno de producción para crear un conjunto de pruebas es una forma eficaz de mejorar la precisión de las pruebas.
El escenario de prueba debería cubrir las pruebas de estrés. Las pruebas de estrés sirven para determinar el límite de rendimiento del sistema. El escenario de prueba también debería cubrir las pruebas máximas. Las pruebas de pico sirven para simular escenarios repentinos de tráfico elevado y observar las capacidades de respuesta y recuperación del sistema. Al diseñar, asegúrese de que el entorno de prueba y el entorno de producción sean lo más consistentes posible en términos de configuración de hardware y software. Cualquier diferencia sutil puede causar distorsión en los resultados de la prueba.
¿Cuáles son los malentendidos comunes sobre las pruebas de referencia de rendimiento?
Un malentendido común es sacar conclusiones basadas en una sola prueba. Existe un cierto grado de volatilidad en los resultados de las pruebas de rendimiento, por lo que es necesario ejecutarlas varias veces y calcular el promedio o la mediana para eliminar el impacto de los errores aleatorios. Otro malentendido es que ignorar la coherencia del entorno, los programas que se ejecutan en segundo plano y el estado de las actualizaciones del sistema pueden interferir con los resultados de las pruebas. Garantizar la pureza y estabilidad del entorno de prueba es un requisito básico.
Muchas personas caen fácilmente en la "teoría métrica" y solo se centran en unos pocos datos, pero ignoran los datos cualitativos, como los registros y los mensajes de error del sistema, durante la prueba. Por ejemplo, un alto rendimiento en condiciones de alta tasa de error no tiene sentido. Además, durante el proceso de optimización, si se cambian varias variables cada vez, será extremadamente difícil determinar qué cambio provocó la mejora o disminución del rendimiento.
Cómo analizar con precisión los resultados de las pruebas de rendimiento
Al analizar los resultados, primero se debe establecer una línea de base. Sin una línea de base, cualquier dato de prueba es solo un número aislado y no hay forma de juzgar si el cambio es bueno o malo. Sólo comparando los resultados de las pruebas con la línea de base histórica se puede evaluar objetivamente el efecto de la optimización. El uso de herramientas de visualización, como dibujar gráficos de series temporales, puede ayudarle a descubrir tendencias y anomalías de forma más intuitiva.
Es necesario realizar un análisis de trazabilidad en profundidad hacia el nivel de la pila de tecnología específica. Si nota que la proporción de tiempo de CPU de una determinada función es extremadamente anormalmente alta, debe utilizar herramientas de análisis para analizar más a fondo sus relaciones de llamadas internas. Para problemas de latencia, puede analizar su distribución para ver si generalmente está en un nivel alto o si hay una pequeña cantidad de solicitudes de cola larga. La combinación de registros del sistema y la correlación de indicadores de rendimiento con eventos específicos (como la recolección de basura) a menudo puede conducir a la causa raíz del problema.
Tendencias de desarrollo futuro de las herramientas de evaluación comparativa de desempeño
En el futuro, las herramientas serán más inteligentes e integradas, y es posible que veamos más herramientas que integren capacidades de IA, que pueden identificar automáticamente cuellos de botella en el rendimiento y ofrecer sugerencias de optimización, en lugar de simplemente presentar datos sin procesar. La popularidad de las tecnologías nativas de la nube y de contenedorización también ha generado herramientas de prueba especiales para arquitectura de microservicios y entornos de orquestación dinámica, como Chaos Mesh, que combinan inyección de fallas y pruebas de rendimiento.
Otra tendencia es un giro hacia la izquierda, es decir, las pruebas de rendimiento se integran en una fase más temprana del proceso de desarrollo. Con una integración perfecta con la canalización de CI/CD, los desarrolladores pueden obtener rápidamente comentarios sobre el rendimiento después de cada envío de código. Además, con el desarrollo de la informática heterogénea, las herramientas diseñadas específicamente para probar el rendimiento de hardware dedicado, como GPU y FPGA, se volverán más importantes y populares para satisfacer las necesidades de diferentes escenarios informáticos.
Durante sus actividades de desarrollo o prácticas de operación y mantenimiento, ¿cuál es el problema de rendimiento más difícil que encontró y qué herramienta utilizó para localizarlo y resolverlo? Le invitamos a compartir su experiencia en el área de comentarios. Si cree que este artículo puede resultarle útil, no dude en darle me gusta y reenviarlo.
Deja una respuesta