WebBench----简洁优美的网站压力测试工具

    WebBench是Linux下的一款网站压力测试工具，最多可以模拟3万个并发连接去测试网站的负载能力。

    WebBench能测试相同的服务在不同的硬件的性能和不同服务在相同硬件下的性能。

WebBench的下载安装

1.下载

命令：wget http://home.tiscali.cz/~cz210552/distfiles/webbench-1.5.tar.gz

2.解压缩

命令：tar zxvf webbench-1.5.tar.gz

3.进入webbench目录文件

命令：cd webbench

4.安装

命令1：make

命令2：make install

5.运行

webbench -c 10 -t 20 http://www.baidu.com/

WebBench的主要工作原理

WebBench中各函数的流程及功能

1.build_request()函数------生成HTTP请求
获取请求方法
添加空行
判断URL
获取代理服务器的ip和端口号
获取http版本
2.bench()函数------创建各子进程以发送http请求，并收集统计数据
检测目标服务器是否可以连接，使用connect()
创建一对管道，使用mypipe
创建指定个数的clients的子进程，使用fork()
在子进程中：调用benchcore()执行测试
      向管道写入三项数据，成功次数，失败次数，字节数
在父进程中：循环clients次，从管道读入子进程的三项数据
        汇总三项数据总和
打印统计结果
benchcore()函数------(在子进程中)反复发送http请求
设置信号，安装闹钟
循环，直到服务器超时
连接服务器，获取fd，更改失败次数
写入http请求,更改失败次数
对HTTP0.9版本做特殊处理
等服务器响应，反复从fd读入相应数据，累加，失败的话更改失败次数
关闭fd
更改成功次数

详细源码剖析

webbench.c

/*
* (C) Radim Kolar 1997-2004
* This is free software, see GNU Public License version 2 for
* details.
*
* Simple forking WWW Server benchmark:
*
* Usage:
* webbench --help
*
* Return codes:
* 0 - sucess
* 1 - benchmark failed (server is not on-line)
* 2 - bad param
* 3 - internal error, fork failed
*
*/
#include "socket.c"
#include <unistd.h>
#include <sys/param.h>
#include <rpc/types.h>
#include <getopt.h>
#include <strings.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>

#define METHOD_GET 0
#define METHOD_HEAD 1
#define METHOD_OPTIONS 2
#define METHOD_TRACE 3
#define PROGRAM_VERSION "1.5"
#define REQUEST_SIZE 2048

/* values */
volatile int timerexpired=0;//判断压测试时长是否已经达到设定时间
int speed=0;//进程成功得到服务器相应的数量
int failed=0;//失败的数量(speed代表成功，failed代表失败)
int bytes=0;//进程成功从服务器读取的字节数

/* globals */
int http10=1; /* http版本，0代表http/0.9, 1代表http/1.0, 2代表http/1.1 */

/*请求方法：GET, HEAD, OPTIONS, TRACE */

int method=METHOD_GET;//默认为GET方法
int clients=1; //发起请求的客户端数目，默认为1，可以通过-c/-client选项设置
int force=0; //是否需要等待读取从server返回的数据，0表示等待读取
int force_reload=0; //是否使用缓存，1表示不缓存，0表示缓存-----是否重新请求
int proxyport=80; //代理服务器端口号
char *proxyhost=NULL;//代理服务器IP，初始化为NULL
int benchtime=30; //压测时间，默认为30秒，可以通过-t/-time选项设置

/* internal */
int mypipe[2];
char host[MAXHOSTNAMELEN]; //服务器端ip
char request[REQUEST_SIZE]; //保存请求报文，(请求行，请求报头，空行，请求正文)

/*
struct option {
const char *name;
int has_arg;
int *flag;
int val;
};
struct option结构体中元素解释如下：
1.const char *name; //选项名

2.int has_arg; //描述长选项是否有选项参数
has_arg有3个值，
符号常量 数值 含义
no_argument 0 表示该选项后面不跟参数值，
required_argument 1 表示该选项后面一定跟参数值，
optional_argument 2 表示该选项后面可以跟，也可以不跟参数值

3.int* flag; //用来决定，getopt_long()的返回值到底是什么，
如果flag为NULL，则函数会返回与该项option匹配的val值，
如果flag不是NULL，则将val值赋予flag所指向的内存，并且返回0

4.int val; //如果flag为NULL，那么val通常是个字符常量，
如果短选项与长选项一致，那么该字符就应该与optstring中出现的这个选项的参数相同
*/

//struct option结构体初始化
static const struct option long_options[]=
{
{"force",no_argument,&force,1},
{"reload",no_argument,&force_reload,1},
{"time",required_argument,NULL,'t'},
{"help",no_argument,NULL,'?'},
{"http09",no_argument,NULL,'9'},
{"http10",no_argument,NULL,'1'},
{"http11",no_argument,NULL,'2'},
{"get",no_argument,&method,METHOD_GET},
{"head",no_argument,&method,METHOD_HEAD},
{"options",no_argument,&method,METHOD_OPTIONS},
{"trace",no_argument,&method,METHOD_TRACE},
{"version",no_argument,NULL,'V'},
{"proxy",required_argument,NULL,'p'},
{"clients",required_argument,NULL,'c'},
{NULL,0,NULL,0}
};

/* prototypes */
static void benchcore(const char* host,const int port, const char *request);
static int bench(void);
static void build_request(const char *url);

/*信号处理函数，当测试时间完成时产生SIGALARM信号，，调用此函数，将timerexpried置为1，表示子进程需要退出
在后面的函数调用时会看到，在程序的while循环中会不断检测此值，只有timerexpired为1时，程序才会跳出while循环
并返回*/
static void alarm_handler(int signal)
{
timerexpired=1;//timerexpired:判断压测时长是否已经达到设定时间
}

/*
usage函数：webbench用法介绍
-f|--force 不需要等待服务器响应
-r|--reload 发送重新加载请求
-t|--time <sec> 运行多长时间，单位是秒
-p|--proxy <server:port> 使用代理服务器发送请求
-c|--clients <n> 创建多少个客户端
-9|--http09 使用HTTP/0.9
-1|--http10 使用HTTP/1.0协议
-2|--http11 使用HTTP/1.1协议
--get 使用GET方法请求
--head 使用HEAD方法请求
--options 使用OPTIONS方法请求
--trace 使用TRACE方法请求
-?|-h|--help 打印帮助信息
-V|--version 显示版本号

*/

static void usage(void)
{
fprintf(stderr,
"webbench [option]... URL\n"
" -f|--force Don't wait for reply from server.\n"
" -r|--reload Send reload request - Pragma: no-cache.\n"
" -t|--time <sec> Run benchmark for <sec> seconds. Default 30.\n"
" -p|--proxy <server:port> Use proxy server for request.\n"
" -c|--clients <n> Run <n> HTTP clients at once. Default one.\n"
" -9|--http09 Use HTTP/0.9 style requests.\n"
" -1|--http10 Use HTTP/1.0 protocol.\n"
" -2|--http11 Use HTTP/1.1 protocol.\n"
" --get Use GET request method.\n"
" --head Use HEAD request method.\n"
" --options Use OPTIONS request method.\n"
" --trace Use TRACE request method.\n"
" -?|-h|--help This information.\n"
" -V|--version Display program version.\n"
);
};
int main(int argc, char *argv[])
{
int opt=0;
int options_index=0;
char *tmp=NULL;

if(argc==1)
{
usage();
return 2;
}

/*getopt_long函数
函数功能：用来解析命令行参数，参数argc和argv分别代表参数个数和内容，跟main函数里的命令行参数一样
int getopt_long(int argc, char* argv[], const char* optstring, const struct option* longopts, int* longindex);
参数optstring：为选项字符串，告诉getopt可以处理那个选项以及哪个选项需要参数，如果选项字符串里的字母接着冒号: ":"，
则表示还有相关的参数，全局变量optarg即会指向此额外参数，如果在处理期间遇到了不符合optstring指定的其它选项，
getopt将会显示一个错误消息，并将全局变量设置为"?"字符将全局变量设置为0则不会打印出错信息。
返回值：每次调用该函数，它都会分析一个选项，并且返回它的短选项，如果分析完毕，即没有选项了，则会返回-1
*/
while((opt=getopt_long(argc,argv,"912Vfrt:p:c:?h",long_options,&options_index))!=EOF )
{
/*
#include<unistd.h>
extern char* optarg;//选项的参数指针
extern int optind; //下一次调用getopt_long时，从optind存储的位置处重新开始检查选项
extern int opterr; //当opterr=0时，getopt_long不向stderr输出错误信息
extern int optopt; //当命令行选项字符不包括在optstring中或缺少必要参数时，该选项存储在optopt中，
getopt_long返回'?'*/
switch(opt)
{
case 0 : break;
case 'f': force=1;break;
case 'r': force_reload=1;break;
case '9': http10=0;break;
case '1': http10=1;break;
case '2': http10=2;break;
case 'V': printf(PROGRAM_VERSION"\n");exit(0);
case 't': benchtime=atoi(optarg);break; //optarg是选项的参数指针，-t选项后跟的是运行时长
case 'p': //返回字符'p'，说明使用代理服务器
/* proxy server parsing server:port */
/*代理服务器解析：IP:Port eg: 192.168.237.128:8080 */
tmp=strrchr(optarg,':');//tmp = ":8080"
proxyhost=optarg;
if(tmp==NULL)
{
break;
}
if(tmp==optarg)//tmp == ":8080" == optorg 没有主机IP,只有端口号
{
fprintf(stderr,"Error in option --proxy %s: Missing hostname.\n",optarg);
return 2;
}
if(tmp==optarg+strlen(optarg)-1)//org == "192.168.237.128:" == tmp, 没有代理服务器端口号
{
fprintf(stderr,"Error in option --proxy %s Port number is missing.\n",optarg);
return 2;
}
*tmp='\0';//正常情况 tmp = ":8080" tmp+1 = "8080"
proxyport=atoi(tmp+1);
break;
case ':':
case 'h':
case '?': usage();return 2;break;//getopt_long在分析选项时，遇到一个没有定义过的选项，则返回值为'?'
case 'c': clients=atoi(optarg);break; //这时，optarg指向的参数信息是客户端数目
}
}
if(optind==argc)
{
fprintf(stderr,"webbench: Missing URL!\n");
usage();
return 2;
}

if(clients==0)
clients=1;
if(benchtime==0)
benchtime=60;
/* Copyright */
fprintf(stderr,"Webbench - Simple Web Benchmark "PROGRAM_VERSION"\n""Copyright (c) Radim Kolar 1997-2004, GPL Open Source Software.\n");

build_request(argv[optind]);//argv[optind]=URL,构造请求报头
/* print bench info */
//打印测试的相关信息
printf("\nBenchmarking: ");
switch(method)
{
case METHOD_GET:
default:
printf("GET");break;
case METHOD_OPTIONS:
printf("OPTIONS");break;
case METHOD_HEAD:
printf("HEAD");break;
case METHOD_TRACE:
printf("TRACE");break;
}
printf(" %s",argv[optind]);
switch(http10)
{
case 0: printf(" (using HTTP/0.9)");break;
case 2: printf(" (using HTTP/1.1)");break;
}
printf("\n");
if(clients==1)
printf("1 client");
else
printf("%d clients",clients);

printf(", running %d sec", benchtime);
if(force)
printf(", early socket close");
if(proxyhost!=NULL)
printf(", via proxy server %s:%d",proxyhost,proxyport);
if(force_reload)
printf(", forcing reload");

printf(".\n");

//核心代码
return bench();
}

//构造请求报头
void build_request(const char *url)
{
char tmp[10];
int i;

/*int bzero(void* s, size_t n);将内存块(字符串s)中的前n个字节置为0，包括'\0'*/
bzero(host,MAXHOSTNAMELEN);
bzero(request,REQUEST_SIZE);

//设置http版本信息
if(force_reload && proxyhost!=NULL && http10<1) http10=1;
if(method==METHOD_HEAD && http10<1) http10=1;
if(method==METHOD_OPTIONS && http10<2) http10=2;
if(method==METHOD_TRACE && http10<2) http10=2;

//获得请求方法
switch(method)
{
default:
case METHOD_GET: strcpy(request,"GET");break;
case METHOD_HEAD: strcpy(request,"HEAD");break;
case METHOD_OPTIONS: strcpy(request,"OPTIONS");break;
case METHOD_TRACE: strcpy(request,"TRACE");break;
}
strcat(request," ");

if(NULL==strstr(url,"://"))
{
fprintf(stderr, "\n%s: is not a valid URL.\n",url);
exit(2);
}
if(strlen(url)>1500)
{
fprintf(stderr,"URL is too long.\n");
exit(2);
}
if(proxyhost==NULL)
if (0!=strncasecmp("http://",url,7))
{
fprintf(stderr,"\nOnly HTTP protocol is directly supported, set --proxy for others.\n");
exit(2);
}
/* protocol/host delimiter */
// eg: url = "http://www.baidu.com/" --- i = 4-0+3 = 7 这时i指向第一个w的位置
i=strstr(url,"://")-url+3;

/* printf("%d\n",i); */
//此时url+i = "www.baidu.com/", 寻找'/'是否是url+i的子串，因为主机名必须以'/'结尾
if(strchr(url+i,'/')==NULL)
{
fprintf(stderr,"\nInvalid URL syntax - hostname don't ends with '/'.\n");
exit(2);
}
if(proxyhost==NULL)//没有代理主机
{
/* get port from hostname */
/* index(s, c)函数返回c在s中第一次出现的位置*/
if(index(url+i,':')!=NULL && index(url+i,':')<index(url+i,'/'))//有代理主机端口号
{
//eg：http://www.baidu.com/:8080 strchr(str，val)查找字符串str中首次出现val的位置
//把url+i位置开始的21-0-7=14个字符赋值给host host=www.baidu.com/
strncpy(host,url+i,strchr(url+i,':')-url-i);
//清空tmp的前10个字节位置
bzero(tmp,10);
//将端口号放到tmp中去
strncpy(tmp,index(url+i,':')+1,strchr(url+i,'/')-index(url+i,':')-1);
/* printf("tmp=%s\n",tmp); */
proxyport=atoi(tmp); //将端口号赋值给roxyport
if(proxyport==0) proxyport=80;
}
else//没有端口号 eg: http://www.baidu.com/ {
strncpy(host,url+i,strcspn(url+i,"/"));
}
// printf("Host=%s\n",host);
//#############################################
//why here using request+strlen(request)?
strcat(request+strlen(request),url+i+strcspn(url+i,"/"));
}
else //有代理主机
{
// printf("ProxyHost=%s\nProxyPort=%d\n",proxyhost,proxyport);
strcat(request,url);
}
if(http10==1)
strcat(request," HTTP/1.0");
else if (http10==2)
strcat(request," HTTP/1.1");
strcat(request,"\r\n");
if(http10>0)
strcat(request,"User-Agent: WebBench "PROGRAM_VERSION"\r\n");
if(proxyhost==NULL && http10>0)
{
strcat(request,"Host: ");
strcat(request,host);
strcat(request,"\r\n");
}
if(force_reload && proxyhost!=NULL)
{
strcat(request,"Pragma: no-cache\r\n");
}
//添加Connection:close连接为短连接，一次连接即时关闭
if(http10>1)
strcat(request,"Connection: close\r\n");
/* add empty line at end */
//添加空行
if(http10>0)
strcat(request,"\r\n");
// printf("Req=%s\n",request);
}

/* vraci system rc error kod */
static int bench(void)
{
int i,j,k;
pid_t pid=0;
FILE *f;

/* check avaibility of target server */
//调用socket.c代码，建立一次TCP连接
i=Socket(proxyhost==NULL?host:proxyhost,proxyport);
if(i<0)
{
fprintf(stderr,"\nConnect to server failed. Aborting benchmark.\n");
return 1;
}

//why close i?
close(i);
/* create pipe */
if(pipe(mypipe))
{
perror("pipe failed.");
return 3;
}

/* not needed, since we have alarm() in childrens */
/* wait 4 next system clock tick */
/*
cas=time(NULL);
while(time(NULL)==cas)
sched_yield();
*/

/* fork childs */
//fork出clients个子进程
for(i=0;i<clients;i++)
{
pid=fork();
if(pid <= (pid_t) 0)
{
/* child process or error*/
sleep(1); /* make childs faster */
break;
}
}

if( pid< (pid_t) 0)
{
fprintf(stderr,"problems forking worker no. %d\n",i);
perror("fork failed.");
return 3;
}

if(pid== (pid_t) 0)
{
/* I am a child */
if(proxyhost==NULL)
benchcore(host,proxyport,request);
else
benchcore(proxyhost,proxyport,request);

/* write results to pipe */
//子进程把测试结果输出到管道
f=fdopen(mypipe[1],"w");
if(f==NULL)
{
perror("open pipe for writing failed.");
return 3;
}
/* fprintf(stderr,"Child - %d %d\n",speed,failed); */
fprintf(f,"%d %d %d\n",speed,failed,bytes);
fclose(f);
return 0;
}
else//如果是父进程，从管道读出数据，并汇总数据信息
{
f=fdopen(mypipe[0],"r");
if(f==NULL)
{
perror("open pipe for reading failed.");
return 3;
}
//设置缓冲区，_IONBF表示没有缓存
setvbuf(f,NULL,_IONBF,0);
speed=0;
failed=0;
bytes=0;

while(1)
{
pid=fscanf(f,"%d %d %d",&i,&j,&k);
if(pid<2)
{
fprintf(stderr,"Some of our childrens died.\n");
break;
}
speed+=i;
failed+=j;
bytes+=k;
/* fprintf(stderr,"*Knock* %d %d read=%d\n",speed,failed,pid); */
//记录读了多少个子进程的数据，读完就退出
if(--clients==0)
break;
}
fclose(f);

//将结果打印在屏幕上
printf("\nSpeed=%d pages/min, %d bytes/sec.\nRequests: %d susceed, %d failed.\n",\
(int)((speed+failed)/(benchtime/60.0f)),\
(int)(bytes/(float)benchtime),speed,failed);
}
return i;
}

void benchcore(const char *host,const int port,const char *req)
{
int rlen;
char buf[1500];//保存服务器的响应报文
int s,i;
struct sigaction sa;

/* setup alarm signal handler 注册SIGARALM信号的信号处理函数*/
sa.sa_handler=alarm_handler;
sa.sa_flags=0;
if(sigaction(SIGALRM,&sa,NULL))
exit(3);
alarm(benchtime); //设置闹钟，超时发送SIGARALM信号

rlen=strlen(req); //计算请求报文的长度
nexttry:while(1)
{
if(timerexpired)//一旦超时，则返回
{
if(failed>0)
{
/* fprintf(stderr,"Correcting failed by signal\n"); */
failed--;
}
return;
}

s=Socket(host,port);
if(s<0)
{
failed++;
continue;
}
//向服务器发出请求
if(rlen!=write(s,req,rlen))
{
failed++;
close(s);
continue;
}
if(http10==0) //针对http0.9做的特殊处理
if(shutdown(s,1)) //调用shutdown函数使客户端不能呢向服务器发送请求，成功-->0，失败-->-1
{
failed++;
close(s);
continue;
}

if(force==0) //force==0 等待从server返回的数据
{
/* read all available data from socket */
while(1)
{
if(timerexpired)
break;
i=read(s,buf,1500);//读取从服务器返回的数据，保存到buf中
/* fprintf(stderr,"%d\n",i); */
if(i<0)
{
failed++;
close(s);
goto nexttry;
}
else
if(i==0)
break;
else
bytes+=i;
}
}
if(close(s))
{
failed++;
continue;
}
speed++;
}
}
Socket.c

/* $Id: socket.c 1.1 1995/01/01 07:11:14 cthuang Exp $
*
* This module has been modified by Radim Kolar for OS/2 emx
*/

/***********************************************************************
module:       socket.c
program:      popclient
SCCS ID:      @(#)socket.c    1.5  4/1/94
programmer:   Virginia Tech Computing Center
compiler:     DEC RISC C compiler (Ultrix 4.1)
environment:  DEC Ultrix 4.3
description:  UNIX sockets code.
***********************************************************************/

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <fcntl.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>

int Socket(const char *host, int clientPort)
{
int sock;
unsigned long inaddr;
struct sockaddr_in ad;
struct hostent *hp;

//初始化地址,
memset(&ad, 0, sizeof(ad));
ad.sin_family = AF_INET;

//尝试把主机名转化为数字，出错返回INADDR_NONE
inaddr = inet_addr(host);
if (inaddr != INADDR_NONE)
memcpy(&ad.sin_addr, &inaddr, sizeof(inaddr));
else
{
hp = gethostbyname(host);//获取ip地址
if (hp == NULL)
return -1;
memcpy(&ad.sin_addr, hp->h_addr, hp->h_length);
}
ad.sin_port = htons(clientPort);

//建立socket
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock < 0)
return sock;
//进行连接
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&ad, sizeof(ad)) < 0)
return -1;
return sock;
}