Apache Bench——ab 性能测试工具

一、相关概念

与压力测试有关的概念:

1. 吞吐率(Requests per second)

  • 概念:服务器并发处理能力的量化描述,单位是 reqs/s,指的是某个并发用户数下单位时间内处理的请求数。某个并发用户数下单位时间内能处理的最大请求数,称之为最大吞吐率。
  • 计算公式:总请求数 / 处理完成这些请求数所花费的时间,即
    每秒请求数 = 完成请求数 / 测试时间。

2. 并发连接数(并发连接数)

  • 概念:某个时刻服务器所接受的请求数目,简单的讲,就是一个会话。

3. 并发用户数(并发用户数,并发级别)

  • 概念:要注意区分这个概念和并发连接数之间的区别,一个用户可能同时会产生多个会话,也即连接数。

4. 用户平均请求等待时间(每个请求的时间)

  • 计算公式:处理完成所有请求数所花费的时间 /(总请求数 / 并发用户数),即
    每个请求的时间 = 测试所花费的时间 /(完整请求 / 并发级别)。

5. 服务器平均请求等待时间(每个请求的时间:跨所有并发请求)

  • 计算公式:处理完成所有请求数所花费的时间 / 总请求数,即所花费的时间 / testsComplete 请求。
    可以看到,它是吞吐率的倒数。
    同时,它也 = 用户平均请求等待时间 / 并发用户数,即
    每个请求的时间 / 并发级别。

二、什么是 Apache Bench

官网地址:ab - Apache HTTP server benchmarking tool

ab - Apache HTTP 服务器性能基准工具。

AB 是 Apache 的超文本传输协议(HTTP)的性能测试工具。其设计意图是描绘当前所安装的的 Apache 的执行性能,主要是显示你安装的 Apache 的每秒可以处理多少个请求。

AB 是 Apache 自带的压力测试工具。ab 非常实用,它不仅可以对 Apache 服务器进行网站访问压力测试,也可以对或其它类型的服务器进行压力测试。比如 nginx、tomcat、IIS 等。

ab 是一种用于测试 Apache 超文本传输协议(HTTP)服务器的工具。apache 自带 ab 工具,可以测试
apache、IIs、tomcat、nginx 等服务器。但是 ab 没有 Jmeter、Loadrunner 那样有各种场景设计、各种图形报告和监控,只需一个命令即可,有输出描述,可以简单的进行一些压力测试。

总的来说 ab 工具 ab 小巧简单,上手学习较快,可以提供需要的基本性能指标,但是没有图形化结果,不能监控。因此 ab 工具可以用作临时紧急任务和简单测试。
同类型的压力测试工具还有:webbench、siege、http_load 等

三、使用

查看 Apache 版本

Mac 系统下自带 Apache,可以使用 apachectl -v 命令查看 Apache 版本:

$ apachectl -v
Server version: Apache/2.4.34 (Unix)
Server built:   Aug 17 2018 18:35:43

查看 ab 版本

$ ab -V   # 注意到,这里是大写的V
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1826891 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

查看当前系统的默认文件打开数:

ulimit -a
-t: cpu time (seconds)              unlimited
-f: file size (blocks)              unlimited
-d: data seg size (kbytes)          unlimited
-s: stack size (kbytes)             8192
-c: core file size (blocks)         0
-v: address space (kbytes)          unlimited
-l: locked-in-memory size (kbytes)  unlimited
-u: processes                       1418
-n: file descriptors                4864

设置打开文件数限制为 2048:

ulimit -n 2048

测试命令

命令行参数 说明
-n 请求次数
-c 并发数
-r 当接收到错误时,不要退出套接字(socket)
$ ab -n 100 -c 10 https://www.baidu.com/

# -------- Apache 版本信息 --------
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1826891 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.baidu.com (be patient).....done

# -------- Web 服务器信息 --------
# 请求返回 header 类型,可能是 nginx、apache、IIs 等
Server Software:        BWS/1.1
# 请求 ip 或者域名
Server Hostname:        www.baidu.com
# 请求端口,当前请求为 https 所以端口为 443,请求 http 端口 80
Server Port:            443
# HTTPS 端口协议
SSL/TLS Protocol:       TLSv1.2,ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256,2048,128
TLS Server Name:        www.baidu.com

# -------- 请求文档相关信息 --------
# 请求路径
Document Path:          /
# 第一个成功返回的文档的字节大小(此为 http 响应的正文长度)
Document Length:        227 bytes

# -------- 压力测试指标 --------
# 并发请求数
Concurrency Level:      10
# 测试持续时间:从建立连接到最后接受完成总时间
Time taken for tests:   3.412 seconds
# 完成的请求数
Complete requests:      100
# 失败的请求数
Failed requests:        0
# 网络传输量:从服务器接收的字节总数
Total transferred:      89300 bytes
# HTML 内容传输量
HTML transferred:       22700 bytes
# ———— ⭐️ 吞吐率,每秒请求数(总请求数 / 总时间)
# ———— 相当于 LR 中的每秒事务数,后面括号中的 mean 表示这是一个平均值
Requests per second:    29.31 [#/sec] (mean)

# ———— ⭐️ 用户平均请求等待时间 =concurrency * timetaken * 1000 / done
# ———— 相当于 LR 中的平均事务响应时间,后面括号中的 mean 表示这是一个平均值
Time per request:       341.196 [ms] (mean)

# ———— ⭐️ 服务器平均请求处理时间 =timetaken * 1000 / done
Time per request:       34.120 [ms] (mean, across all concurrent requests)

# 平均每秒网络上的流量,可以帮助排除是否存在网络流量过大导致响应时间延长的问题
Transfer rate:          25.56 [Kbytes/sec] received

# -------- 网络连接情况 -------- 
# 网络上消耗的时间的分解
Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:      101  219 284.1    132    1271
Processing:    32   52  35.3     43     358
Waiting:       32   47  15.4     42     112
Total:        136  270 286.8    185    1310

# -------- 请求处理时间分布情况 -------- 
# ⭐️ 每个请求处理时间的分布情况,50%的处理时间在185ms内,66%的处理时间在202ms内...,
# 重要的是看90%的处理时间。
Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    185
  66%    202
  75%    229
  80%    235
  90%    337
  95%   1283
  98%   1308
  99%   1310
 100%   1310 (longest request)

关于登陆的问题

有时候进行压力测试需要用户登录,怎么办?
请参考以下步骤:

  1. 先用账户和密码登录后,用开发者工具找到标识这个会话的 Cookie 值(Session ID)记下来

  2. 如果只用到一个 Cookie,那么只需键入命令:
    ab -n 100 -C key=value http://test.com/

  3. 如果需要多个 Cookie,就直接设 Header:
    ab -n 100 -H “Cookie: Key1=Value1; Key2=Value2” http://test.com/

错误问题:apr_socket_connect(): Operation already in progress (37)

$ ab -n 1000000 -c 2000 -r http://119.3.86.178:80/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1826891 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking 119.3.86.178 (be patient)

Test aborted after 10 failures

apr_socket_connect(): Operation already in progress (37)
Total of 9725 requests completed
ulimit -n 2048
 ~   master ●  ulimit -a
-t: cpu time (seconds)              unlimited
-f: file size (blocks)              unlimited
-d: data seg size (kbytes)          unlimited
-s: stack size (kbytes)             8192
-c: core file size (blocks)         0
-v: address space (kbytes)          unlimited
-l: locked-in-memory size (kbytes)  unlimited
-u: processes                       1418
-n: file descriptors                2048

错误问题: apr_socket_recv: Connection reset by peer (54)

这个报错一般是由于使用的 MacOSX 默认自带的 ab 限制了并发数导致的。
解决办法:下载最新的 apache 并重新编译,备份原来的 ab 并将新编译的 ab 替换到原来的路径
参考:MAC 上使用 ab

重新安装 Apache

参考:macOS 10.13 High Sierra Apache 安装程序:多个 PHP 版本

附:ab 参数说明

Options are:
    -n requests     Number of requests to perform
                    在测试会话中所执行的请求个数。 默认时,仅执行一个请求,但通常其结果不具有代表意义
    -c concurrency  Number of multiple requests to make at a time
                    一次产生的请求个数。默认是一次一个
    -t timelimit    Seconds to max. to spend on benchmarking
                    This implies -n 50000
                    测试所进行的最大秒数。其内部隐含值是-n 50000。 它可以使对服务器的测试限制在一个固定的总时间以内。默认时,没有时间限制
    -s timeout      Seconds to max. wait for each response
                    Default is 30 seconds
                    单个请求最大延迟,默认为30s
    -b windowsize   Size of TCP send/receive buffer, in bytes
                    
    -B address      Address to bind to when making outgoing connections
    -p postfile     File containing data to POST. Remember also to set -T
                    包含了需要POST的数据的文件
    -u putfile      File containing data to PUT. Remember also to set -T
    -T content-type Content-type header to use for POST/PUT data, eg.
                    'application/x-www-form-urlencoded'
                    Default is 'text/plain'
                    POST数据所使用的Content-type头信息
    -v verbosity    How much troubleshooting info to print
                    设置显示信息的详细程度 - 4或更大值会显示头信息, 3或更大值可以显示响应代码(404, 200等), 2或更大值可以显示警告和其他信息
    -w              Print out results in HTML tables
                    以HTML表的格式输出结果。默认时,它是白色背景的两列宽度的一张表
    -i              Use HEAD instead of GET
                    执行HEAD请求,而不是GET
    -x attributes   String to insert as table attributes
                    设置属性的字符串。 此属性被填入
-y attributes String to insert as tr attributes 设置属性的字符串 -z attributes String to insert as td or th attributes 设置
属性的字符串 -C attribute Add cookie, eg. 'Apache=1234'. (repeatable) 对请求附加一个Cookie:行。 其典型形式是name=value的一个参数对。 此参数可以重复 -H attribute Add Arbitrary header line, eg. 'Accept-Encoding: gzip' Inserted after all normal header lines. (repeatable) 对请求附加额外的头信息。 此参数的典型形式是一个有效的头信息行,其中包含了以冒号分隔的字段和值的对 (如, "Accept-Encoding: zip/zop;8bit") -A attribute Add Basic WWW Authentication, the attributes are a colon separated username and password. 对服务器提供BASIC认证信任。 用户名和密码由一个:隔开,并以base64编码形式发送。 无论服务器是否需要(即, 是否发送了401认证需求代码),此字符串都会被发送 -P attribute Add Basic Proxy Authentication, the attributes are a colon separated username and password. 对一个中转代理提供BASIC认证信任。 用户名和密码由一个:隔开,并以base64编码形式发送。 无论服务器是否需要(即, 是否发送了401认证需求代码),此字符串都会被发送 -X proxy:port Proxyserver and port number to use 对请求使用代理服务器 -V Print version number and exit 显示版本号并退出 -k Use HTTP KeepAlive feature 启用HTTP KeepAlive功能,即, 在一个HTTP会话中执行多个请求。 默认时,不启用KeepAlive功能 -d Do not show percentiles served table. 不显示"percentage served within XX [ms] table"的消息(为以前的版本提供支持) -S Do not show confidence estimators and warnings. 不显示中值和标准背离值, 而且在均值和中值为标准背离值的1到2倍时,也不显示警告或出错信息。 默认时,会显示 最小值/均值/最大值等数值。(为以前的版本提供支持) -q Do not show progress when doing more than 150 requests 如果处理的请求数大于150, ab每处理大约10%或者100个请求时,会在stderr输出一个进度计数。 此-q标记可以抑制这些信息 -l Accept variable document length (use this for dynamic pages) -g filename Output collected data to gnuplot format file. 把所有测试结果写入一个'gnuplot'或者TSV (以Tab分隔的)文件。 此文件可以方便地导入到Gnuplot, IDL, Mathematica, Igor甚至Excel中。 其中的第一行为标题 -e filename Output CSV file with percentages served 产生一个以逗号分隔的(CSV)文件, 其中包含了处理每个相应百分比的请求所需要(从1%到100%)的相应百分比的(以微妙为单位)时间。 由于这种格式已经“二进制化”,所以比'gnuplot'格式更有用 -r Don't exit on socket receive errors. -h Display usage information (this message) 显示使用方法 -Z ciphersuite Specify SSL/TLS cipher suite (See openssl ciphers) -f protocol Specify SSL/TLS protocol (SSL3, TLS1, TLS1.1, TLS1.2 or ALL)

参考

  • CSDN:Apache Bench——ab 性能测试工具
  • :超实用压力测试工具-ab 工具
  • Mac OSX で apache bench が動かない時の対処。apr_socket_connect (): Operation already in progress

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