webbench

时间:2023-03-10 03:33:57
webbench

Webbench

Webbench是一个在linux下使用的非常简单的网站压测工具。它使用fork()模拟多个客户端同时访问我们设定的URL,测试网站在压力下工作的性能,最多可以模拟3万个并发连接去测试网站的负载能力。Webbench使用C语言编写, 代码实在太简洁,源码加起来不到600行。整个源码分析主要的分析都被我加在了代码的后面中文注释中,欢迎讨论~

webbench压测的命令:

webbench -c 300 -t 10 url

其中:-c  300 表示并发数(可以了理解成客户端),

-t   10表示时间(秒)

url   想要压测的url

下载链接:http://home.tiscali.cz/~cz210552/webbench.html

整个代码的流程图如下:

webbench

一、首先我们从主函数入手,前面几个都是初始化变量,没什么好说的,出现了一个getopt_long函数,应该有些人没有用过这个函数,我先来分析下这个函数吧~

int getopt_long(int argc, char * const argv[],const char *optstring,const struct option *longopts, int *longindex);
  
  1、前两个参数,就是main函数的argc和argv,这两者直接传入即可,
  2、optstring的格式举例说明比较方便,例如:char *optstring = "abcd:";
上面这个optstring在传入之后,getopt函数将依次检查命令行是否指定了 -a, -b, -c及 -d,(这需要多次调用getopt函数,直到其返回-1),当检查到上面某一个参数被指定时,函数会返回被指定的参数名称(即该字母),最后一个参数d后面带有冒号,: 表示参数d是可以指定值的,如 -d 100 或 -d user。

3、longopts指向的是一个由option结构体组成的数组,那个数组的每个元素,指明了一个“长参数”(即形如--name的参数)名称和性质:
           struct option {
               const char *name;
               int         has_arg;
               int        *flag;
               int         val;
           };

name  是参数的名称
       has_arg 指明是否带参数值,其数值可选:
              no_argument (即 0) 表明这个长参数不带参数(即不带数值,如:--name)
              required_argument (即 1) 表明这个长参数必须带参数(即必须带数值,如:--name Bob)
              optional_argument(即2)表明这个长参数后面带的参数是可选的,(即--name和--name Bob均可)

flag   当这个指针为空的时候,函数直接将val的数值从getopt_long的返回值返回出去,当它非空时,val的值会被赋到flag指向的整型数中,而函数返回值为0

val    用于指定函数找到该选项时的返回值,或者当flag非空时指定flag指向的数据的值。

  1. static const struct option long_options[]=
  2. {
  3. {"force",no_argument,&force,1},
  4. {"reload",no_argument,&force_reload,1},
  5. {"time",required_argument,NULL,'t'},               //bench的测试时间 默认为30s
  6. {"help",no_argument,NULL,'?'},
  7. {"http09",no_argument,NULL,'9'},
  8. {"http10",no_argument,NULL,'1'},
  9. {"http11",no_argument,NULL,'2'},
  10. {"get",no_argument,&method,METHOD_GET},
  11. {"head",no_argument,&method,METHOD_HEAD},
  12. {"options",no_argument,&method,METHOD_OPTIONS},
  13. {"trace",no_argument,&method,METHOD_TRACE},
  14. {"version",no_argument,NULL,'V'},
  15. {"proxy",required_argument,NULL,'p'},
  16. {"clients",required_argument,NULL,'c'},
  17. {NULL,0,NULL,0}
  18. };

4、option_index指向的变量将记录当前找到参数符合longopts里的第几个元素的描述,即是longopts的下标值。

例如对于

  1. while ( (opt = getopt_long(argc, argv, optstring, long_options, &option_index)) != -1)
  2. {
  3. printf("opt = %c\n", opt);           //被指定的参数名称(即该字母)
  4. printf("optarg = %s\n", optarg);     //optarg为参数的指定值
  5. printf("optind = %d\n", optind);          //下一个将被处理到的参数在argv中的下标值。
  6. printf("argv[optind - 1] = %s\n",  argv[optind - 1]);
  7. printf("option_index = %d\n", option_index);          //它指向的变量将记录当前找到参数符合longopts里的第几个元素的描述,即是longopts的下标值。
  8. }

输入命令行test_getopt_long  -reqarg 100

输出:
opt = reqarg 
optarg = 100  
optind = 3  
argv[optind - 1] = 100

二、build_request函数
目的是对url进行处理,得到host,proxyport,request
其中request就是之后利用socket与host通信所要发送的报文。

  1. void build_request(const char *url)
  2. {
  3. char tmp[10];
  4. int i;
  5. bzero(host,MAXHOSTNAMELEN);    //置host字符串前MAXHOSTNAMELEN个字节为零且包括‘\0’。
  6. bzero(request,REQUEST_SIZE);
  7. if(force_reload && proxyhost!=NULL && http10<1) http10=1;
  8. if(method==METHOD_HEAD && http10<1) http10=1;
  9. if(method==METHOD_OPTIONS && http10<2) http10=2;
  10. if(method==METHOD_TRACE && http10<2) http10=2;
  11. switch(method)
  12. {
  13. default:
  14. case METHOD_GET: strcpy(request,"GET");break;
  15. case METHOD_HEAD: strcpy(request,"HEAD");break;
  16. case METHOD_OPTIONS: strcpy(request,"OPTIONS");break;
  17. case METHOD_TRACE: strcpy(request,"TRACE");break;
  18. }
  19. strcat(request," ");
  20. if(NULL==strstr(url,"://"))
  21. {
  22. fprintf(stderr, "\n%s: is not a valid URL.\n",url);
  23. exit(2);
  24. }
  25. if(strlen(url)>1500)
  26. {
  27. fprintf(stderr,"URL is too long.\n");
  28. exit(2);
  29. }
  30. if(proxyhost==NULL)
  31. if (0!=strncasecmp("http://",url,7))
  32. {
  33. fprintf(stderr,"\nOnly HTTP protocol is directly supported, set --proxy for others.\n");
  34. exit(2);
  35. }
  36. /* protocol/host delimiter */
  37. i=strstr(url,"://")-url+3;                              //找到url中:'//'的出现的位置
  38. /* printf("%d\n",i); */
  39. if(strchr(url+i,'/')==NULL) {                                                                                     //判断url中除去http://后是否存在'/'
  40. fprintf(stderr,"\nInvalid URL syntax - hostname don't ends with '/'.\n");
  41. exit(2);
  42. }
  43. if(proxyhost==NULL)                                                                                       //if里面都是为了获取端口号 主机名 和 request
  44. {                                                                                                         //比如url="http://localhost:12345/test";                                                                              //if运行结束后 proxyport=12345,host=localhost
  45. /* get port from hostname */
  46. if(index(url+i,':')!=NULL &&
  47. index(url+i,':')<index(url+i,'/'))
  48. {
  49. strncpy(host,url+i,strchr(url+i,':')-url-i);        //char *strncpy(char *destin, char *source, int
  50. //maxlen),把src所指由NULL结束的字符串的前n个字节复制到dest所指的数组中。
  51. bzero(tmp,10);
  52. strncpy(tmp,index(url+i,':')+1,strchr(url+i,'/')-index(url+i,':')-1);
  53. /* printf("tmp=%s\n",tmp); */
  54. proxyport=atoi(tmp);
  55. if(proxyport==0) proxyport=80;
  56. } else
  57. {
  58. strncpy(host,url+i,strcspn(url+i,"/"));
  59. }
  60. // printf("Host=%s\n",host);
  61. strcat(request+strlen(request),url+i+strcspn(url+i,"/"));
  62. } else
  63. {
  64. // printf("ProxyHost=%s\nProxyPort=%d\n",proxyhost,proxyport);
  65. strcat(request,url);
  66. }
  67. if(http10==1)
  68. strcat(request," HTTP/1.0");
  69. else if (http10==2)
  70. strcat(request," HTTP/1.1");
  71. strcat(request,"\r\n");
  72. if(http10>0)
  73. strcat(request,"User-Agent: WebBench "PROGRAM_VERSION"\r\n");
  74. if(proxyhost==NULL && http10>0)
  75. {
  76. strcat(request,"Host: ");
  77. strcat(request,host);
  78. strcat(request,"\r\n");
  79. }
  80. if(force_reload && proxyhost!=NULL)
  81. {
  82. strcat(request,"Pragma: no-cache\r\n");
  83. }
  84. if(http10>1)
  85. strcat(request,"Connection: close\r\n");
  86. /* add empty line at end */
  87. if(http10>0) strcat(request,"\r\n");
  88. // printf("Req=%s\n",request);
  89. }

三、bench函数  
该函数主要采用fork出子进程来测试网站,并且利用主进程来读取所有子进程写入的数据,每个子进程调用benchcore函数来测试存到全局变量speed faulted,
最后主进程汇总各个子线程的数据显示出来~

  1. /* vraci system rc error kod */
  2. static int bench(void)
  3. {
  4. int i,j,k;
  5. pid_t pid=0;
  6. FILE *f;
  7. /* check avaibility of target server */
  8. i=Socket(proxyhost==NULL?host:proxyhost,proxyport);       //测试网站是否能连
  9. if(i<0) {
  10. fprintf(stderr,"\nConnect to server failed. Aborting benchmark.\n");
  11. return 1;
  12. }
  13. close(i);
  14. /* create pipe */
  15. if(pipe(mypipe))
  16. {
  17. perror("pipe failed.");
  18. return 3;
  19. }
  20. /* not needed, since we have alarm() in childrens */
  21. /* wait 4 next system clock tick */
  22. /*
  23. cas=time(NULL);
  24. while(time(NULL)==cas)
  25. sched_yield();
  26. */
  27. /* fork childs */
  28. for(i=0;i<clients;i++)
  29. {
  30. pid=fork();     // 1)在父进程中,fork返回新创建子进程的进程ID;
  31. //2)在子进程中,fork返回0;
  32. //  3)如果出现错误,fork返回一个负值;
  33. if(pid <= (pid_t) 0)
  34. {
  35. /* child process or error*/
  36. sleep(1); /* make childs faster */
  37. break;
  38. }
  39. }
  40. if( pid< (pid_t) 0)
  41. {
  42. fprintf(stderr,"problems forking worker no. %d\n",i);
  43. perror("fork failed.");
  44. return 3;
  45. }
  46. if(pid== (pid_t) 0)
  47. {
  48. /* I am a child */
  49. if(proxyhost==NULL)
  50. benchcore(host,proxyport,request);          //bench的核心代码 子进程进入此函数测试网站,直到benchtime耗完为止
  51. else
  52. benchcore(proxyhost,proxyport,request);
  53. /* write results to pipe */
  54. f=fdopen(mypipe[1],"w");
  55. if(f==NULL)
  56. {
  57. perror("open pipe for writing failed.");
  58. return 3;
  59. }
  60. /* fprintf(stderr,"Child - %d %d\n",speed,failed); */
  61. fprintf(f,"%d %d %d\n",speed,failed,bytes);        //各个子进程往pipe中写入测试结果
  62. fclose(f);
  63. return 0;
  64. } else
  65. {
  66. f=fdopen(mypipe[0],"r");
  67. if(f==NULL)
  68. {
  69. perror("open pipe for reading failed.");
  70. return 3;
  71. }
  72. setvbuf(f,NULL,_IONBF,0);        //setvbuf 就是设置文件流的buffer配置,如setvbuf(input, bufr, _IOFBF, 512)是设置 input这个文件流使用 bufr
  73. //所指的512个字节作为 input文件的buffer, 当你操作input文件时,数据都会暂存在 bufr
  74. //里面,每次读input时,系统会一次性读512字节到bufr里暂存。
  75. speed=0;
  76. failed=0;
  77. bytes=0;
  78. while(1)
  79. {
  80. pid=fscanf(f,"%d %d %d",&i,&j,&k);        //主进程从pipe中读取每个子进程写的数据分别读取到i,j,k中,由于pipe在空时,会被阻塞
  81. if(pid<2)
  82. {
  83. fprintf(stderr,"Some of our childrens died.\n");
  84. break;
  85. }
  86. speed+=i;
  87. failed+=j;
  88. bytes+=k;
  89. /* fprintf(stderr,"*Knock* %d %d read=%d\n",speed,failed,pid); */
  90. if(--clients==0) break;            //当读取完所有子进程写入的结果后 主进程结束
  91. }
  92. fclose(f);
  93. printf("\nSpeed=%d pages/min, %d bytes/sec.\nRequests: %d susceed, %d failed.\n",
  94. (int)((speed+failed)/(benchtime/60.0f)),
  95. (int)(bytes/(float)benchtime),
  96. speed,
  97. failed);                              //输出所有子进程记录数据之和的结果
  98. }
  99. return i;
  100. }

四、benchcore函数  
该函数主要采用socket连接、发送request、接收来测试网站,测试结果存在全局变量speed faulted,bytes
定时时间结束则退出函数~

其中关于sigaction函数的使用:
int sigaction(int signo,const struct sigaction *restrict act,struct sigaction *restrict oact);
其中signo的信息可参考:http://blog.****.net/liucimin/article/details/40507443

其中结构sigaction定义如下:

  1. struct sigaction{
  2. void (*sa_handler)(int);
  3. sigset_t sa_mask;
  4. int sa_flag;
  5. void (*sa_sigaction)(int,siginfo_t *,void *);
  6. };

sa_handler字段包含一个信号捕捉函数的地址
sa_flag标志。

    1. void benchcore(const char *host,const int port,const char *req)
    2. {
    3. int rlen;
    4. char buf[1500];
    5. int s,i;
    6. struct sigaction sa;
    7. /* setup alarm signal handler */                                      //设定定时器,该进程benchtime之后结束测试
    8. sa.sa_handler=alarm_handler;
    9. sa.sa_flags=0;
    10. if(sigaction(SIGALRM,&sa,NULL))                    //通过信号设置时间结束后全局变量timerexpired的值
    11. exit(3);
    12. alarm(benchtime);                                  //alarm也称为闹钟函数,它可以在进程中设置一个定时器,当定时器指定的时间到时
    13. //,它向进程发送SIGALRM信号。如果忽略或者不捕获此信号
    14. //,则其默认动作是终止调用该alarm函数的进程。
    15. rlen=strlen(req);
    16. nexttry:while(1)
    17. {
    18. if(timerexpired)                            //到点后结束函数
    19. {
    20. if(failed>0)
    21. {
    22. /* fprintf(stderr,"Correcting failed by signal\n"); */
    23. failed--;
    24. }
    25. return;
    26. }
    27. s=Socket(host,port);                          //Socket是头文件中自己写的函数,返回socket连接后的结果
    28. if(s<0) { failed++;continue;}
    29. if(rlen!=write(s,req,rlen)) {failed++;close(s);continue;}       //往服务器发request
    30. if(http10==0)
    31. if(shutdown(s,1)) { failed++;close(s);continue;}
    32. if(force==0)
    33. {
    34. /* read all available data from socket */
    35. while(1)
    36. {
    37. if(timerexpired) break;
    38. i=read(s,buf,1500);                       //成功返回读取的字节数,出错返回-1并设置errno,如果在调read之前已到达文件末尾,则这次read返回0
    39. /* fprintf(stderr,"%d\n",i); */
    40. if(i<0)                          //读取失败 failed++,重新发送request读数据
    41. {
    42. failed++;
    43. close(s);
    44. goto nexttry;
    45. }
    46. else
    47. if(i==0) break;
    48. else
    49. bytes+=i;
    50. }
    51. }
    52. if(close(s)) {failed++;continue;}
    53. speed++;
    54. }
    55. }