Apache ab 压力测试及分析

压力测试是一种基本的质量保证行为，它是每个重要软件测试工作的一部分。压力测试的基本思路很简单：不是在常规条件下运行手动或自动测试，而是在计 算机数量较少或系统资源匮乏的条件下运行测试。通常要进行压力测试的资源包括内部内存、CPU 可用性、磁盘空间和网络带宽等。一般用并发来做压力测试。

1.apache安装

下载：
从Apache官方网站http://httpd.apache.org/download.cgi下载httpd-2.0.58.tar.gz。
安装：
先解压缩tar文件
tar -zxvf  httpd-2.0.58.tar.gz
(1)./configure –prefix=/usr/local/apache2test –enable-so –enable-shared=max –with-mpm=worker –enable-deflate –enable-headers –enable-rewrite –enable-proxy –enable-proxy –enable-ssl –with-ssl=/path/to/install/openssl_0.97i –enable-modules=all && make && make install
(这是正式服务器上的apache2的编译参数，其中–with-mpm=worker –with-ssl=/path/to/install/openssl_0.97i可以根据实际情况做出修改)
然后安装php，并且在/usr/local/apache2test/conf目录下的httpd.conf里面的DSO支持之后加入
AddType application/x-httpd-php .php .phtml .html .htm
AddType application/x-httpd-php-source .phps
最后将测试的php网页文件添加到/usr/local/apache2test/htdocs目录下

(2) make

(3)make install

2.测试工具说明以及安装

ab:
ab是Apache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Apache的执行性能，主要是显示你安装的Apache每秒可以处理多少个请求；
概要:运行/usr/local/apache-install-path/bin/ab -help查看ab的具体命令选项；
命令选项-c concurrency 一次产生的请求个数。默认是一次一个。
-n requests 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
运行结果:主要要注意的是以下内容
Time taken for tests: 总共执行所花费的时间.(以上 1000 次共多久)
Requests per second:  每秒平均可以处理多少个connection.
备注:每次仅仅能针对一个连接做重复的测试。

Siege:
是一个压力测试和评测工具，设计用于WEB开发这评估应用在压力下的承受能力：可以根据配置对一个WEB站点进行多用户的并发访问，记录每个用户所有请求过程的相应时间，并在一定数量的并发访问下重复进行。
下载/安装
Siege时一个开放源代码项目，可以在http://www.google.com上查找
备注：最好选择2.5以上版本，因为高版本多包括一个辅助工具，能够做增量压力测试，低版本不包括此工具。
安装：
%./configure –prefix=/path/to/install && make && make install

使用说明:
siege使用
在/path/to/install/bin/目录下创建需要测试的链接文件，如www.test.com.url,添加需要的测试的链接

http://10.5.3.122/test/google.php/

http://10.5.3.122/test/baidu.php/

http://10.5.3.122/test/sogou.php/

然后保存。
siege使用样例：
siege -c 20 -r 2 -f www.chedong.com.url
参数说明：
-c 20 并发20个用户
-r 2 重复循环2次
-f www.test.com.url 任务列表：URL列表

输出样例：
** Siege 2.59
** Preparing 20 concurrent users for battle. 这次“战斗”准备了20个并发用户
The server is now under siege.. done. 服务在“围攻”测试中：
Transactions: 40 hits 完成40次处理
Availability: 100.00 % 成功率
Elapsed time: 7.67 secs 总共用时
Data transferred: 877340 bytes 共数据传输：877340字节
Response time: 1.65 secs 相应用时1.65秒：显示网络连接的速度
Transaction rate: 5.22 trans/sec 平均每秒完成5.22次处理：表示服务器后台处理的速度
Throughput: 114385.92 bytes/sec 平均每秒传送数据：114385.92字节
Concurrency: 8.59 最高并发数 8.59
Successful transactions: 40 成功处理次数
Failed transactions: 0 失败处理次数

bombardment使用样例:
bombardment www.test.com.url 5 3 4 1
初始化URL列表：www.test.com.url
初始化为：5个用户
每次增加：3个用户
运行：4次
每个客户端之间的延迟为：1秒
输出样例和siege一致，但是会在每一次增量结束之后都有输出。

3.测试方法说明

测试步骤：
方法1.安装apache2后，直接使用apache2的默认设置配置，不做任何修改，进行测试；
方法2.按照以前文档提出的Web容量规划和内存的大小，计算出相应的启动进程数，配置httpd.conf文件，再进行测试；
ServerLimit             400
StartServers            20
MinSpareServers         20
MaxSpareServers         50
MaxClients       300
MaxRequestsPerChild     10000
方法3.超过极限设置，进行测试。(规划容量的2倍进行)

1000个链接，分为不同的并发数请求，10、50、100、200、300、500
ab测试:
/usr/local/apache2.53/bin/ab -n 1000 -c 10 http://10.5.3.122/test/google.php/
/usr/local/apache2.53/bin/ab -n 1000 -c 50 http://10.5.3.122/test/google.php/
/usr/local/apache2.53/bin/ab -n 1000 -c 100 http://10.5.3.122/test/google.php/
/usr/local/apache2.53/bin/ab -n 1000 -c 200 http://10.5.3.122/test/google.php/
/usr/local/apache2.53/bin/ab -n 1000 -c 300 http://10.5.3.122/test/google.php/
/usr/local/apache2.53/bin/ab -n 1000 -c 500 http://10.5.3.122/test/google.php/
siege测试:
/usr/local/siege/bin/siege -c 10 -r 100 -f www.test.com.url
/usr/local/siege/bin/siege -c 50 -r 20 -f www.test.com.url
/usr/local/siege/bin/siege -c 100 -r 10 -f www.test.com.url
/usr/local/siege/bin/siege -c 200 -r 5 -f www.test.com.url
/usr/local/siege/bin/siege -c 300 -r 3 -f www.test.com.url
/usr/local/siege/bin/siege -c 500 -r 2 -f www.test.com.url
增量测试:
/usr/local/siege/bin/bombardment www.test.com.url 1 100 5 1
/usr/local/siege/bin/bombardment www.test.com.url 1 100 6 1

4.测试结果总结

ab测试:测试并发连接数在50~500的情况下，方法2比方法1性能略有提升，但是相差在10个并发连接数左右，并且方法1方法2在测试并发数100的情况下，实际并发数都相差无几。
siege测试:测试并发数从50之后直到500，性能都有提升，并且在测试并发数100、200、500的情况下，提升相差10~30个实际并发数。
bombardment测试:相差不大。
本次测试的结果不太理想，性能的变化不显著，也不明显，可以所属于失败的测试结果。
分析原因：1.本身硬件配置不高，所以默认设置和修改后的设置变化不明显，对性能的提升也明显不足；
2.负载情况太少，由于系统性能原因，增量测试都不能过大的进行，系统性能load average过高；
3.测试页面程序也太少，没有太大说服力。

ab压力测试

以前安装好APACHE总是不知道该如何测试APACHE的性能，现在总算找到一个测试工具了。就是APACHE自带的测试工具AB(apache benchmark).在APACHE的bin目录下。
格式： ./ab [options] [http://]hostname[:port]/path
参数：
    -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
    -c concurrency Number of multiple requests to make
    //一次产生的请求个数。默认是一次一个。
    -t timelimit    Seconds to max. wait for responses
    //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。
    -p postfile     File containing data to POST
    //包含了需要POST的数据的文件.
    -T content-type Content-type header for POSTing
    //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。 -V 显示版本号并退出。
    -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
    //
    -y attributes   String to insert as tr attributes
    //
    -z attributes   String to insert as td or th attributes
    //
    -C attribute    Add cookie, eg. 'Apache=1234. (repeatable)
    //-C cookie-name=value 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)
    -A attribute    Add Basic WWW Authentication, the attributes
                    are a colon separated username and password.
    -P attribute    Add Basic Proxy Authentication, the attributes
                    are a colon separated username and password.
    //-P proxy-auth-username: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
    -V              Print version number and exit
    -k              Use HTTP KeepAlive feature
    -d              Do not show percentiles served table.
    -S              Do not show confidence estimators and warnings.
    -g filename     Output collected data to gnuplot format file.
    -e filename     Output CSV file with percentages served
    -h              Display usage information (this message)
    //-attributes 设置 属性的字符串. 缺陷程序中有各种静态声明的固定长度的缓冲区。另外，对命令行参数、服务器的响应头和其他外部输入的解析也很简单，这可能会有不良后果。它没有完整地实现 HTTP/1.x; 仅接受某些'预想'的响应格式。 strstr(3)的频繁使用可能会带来性能问题，即, 你可能是在测试ab而不是服务器的性能。

参数很多,一般我们用 -c 和 -n 参数就可以了. 例如:

./ab -c 1000 -n 1000 http://127.0.0.1/index.php

这个表示同时处理1000个请求并运行1000次index.php文件.
#/usr/local/xiaobai/apache2054/bin/ab -c 1000 -n 1000 http://127.0.0.1/index.html.zh-cn.gb2312
This is ApacheBench, Version 2.0.41-dev <$Revision: 1.121.2.12 $> apache-2.0
Copyright (c) 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Copyright (c) 1998-2002 The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking 127.0.0.1 (be patient)
Completed 100 requests
Completed 200 requests
Completed 300 requests
Completed 400 requests
Completed 500 requests
Completed 600 requests
Completed 700 requests
Completed 800 requests
Completed 900 requests
Finished 1000 requests

Server Software:        Apache/2.0.54
//平台apache 版本2.0.54
Server Hostname:        127.0.0.1
//服务器主机名
Server Port:            80
//服务器端口

Document Path:          /index.html.zh-cn.gb2312
//测试的页面文档
Document Length:        1018 bytes
//文档大小

Concurrency Level:      1000
//并发数
Time taken for tests:   8.188731 seconds
//整个测试持续的时间
Complete requests:      1000
//完成的请求数量
Failed requests:        0
//失败的请求数量
Write errors:           0

Total transferred:      1361581 bytes
//整个场景中的网络传输量
HTML transferred:       1055666 bytes
//整个场景中的HTML内容传输量
Requests per second:    122.12 [#/sec] (mean)
//大家最关心的指标之一，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
Time per request:       8188.731 [ms] (mean)
//大家最关心的指标之二，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:       8.189 [ms] (mean, across all concurrent requests)
//每个请求实际运行时间的平均值
Transfer rate:          162.30 [Kbytes/sec] received
//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

Connection Times (ms)
              min mean[+/-sd] median   max
Connect:        4 646 1078.7     89    3291
Processing:   165 992 493.1    938    4712
Waiting:      118 934 480.6    882    4554
Total:        813 1638 1338.9   1093    7785
//网络上消耗的时间的分解，各项数据的具体算法还不是很清楚

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
50%   1093
66%   1247
75%   1373
80%   1493
90%   4061
95%   4398
98%   5608
99%   7368
100%   7785 (longest request)
//整个场景中所有请求的响应情况。在场景中每个请求都有一个响应时间，其中50％的用户响应时间小于1093 毫秒，60％ 的用户响应时间小于1247 毫秒，最大的响应时间小于7785 毫秒

      由于对于并发请求，cpu实际上并不是同时处理的，而是按照每个请求获得的时间片逐个轮转处理的，所以基本上第一个Time per request时间约等于第二个Time per request时间乘以并发请求数