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：

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。

 

static const struct option long_options[]=
{
 {"force",no_argument,&force,1},
 {"reload",no_argument,&force_reload,1},
 {"time",required_argument,NULL,'t'},               //bench的测试时间 默认为30s
 {"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}
};

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

while ( (opt = getopt_long(argc, argv, optstring, long_options, &option_index)) != -1)
   {
        printf("opt = %c\n", opt);           //被指定的参数名称（即该字母）
        printf("optarg = %s\n", optarg);     //optarg为参数的指定值
        printf("optind = %d\n", optind);          //下一个将被处理到的参数在argv中的下标值。
        printf("argv[optind - 1] = %s\n",  argv[optind - 1]);
        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。
   }

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。

 

void build_request(const char *url)
{
  char tmp[10];
  int i;

  bzero(host,MAXHOSTNAMELEN);    //置host字符串前MAXHOSTNAMELEN个字节为零且包括‘\0’。
  bzero(request,REQUEST_SIZE);

  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;

  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 */
  i=strstr(url,"://")-url+3;                              //找到url中：'//'的出现的位置
  /* printf("%d\n",i); */

  if(strchr(url+i,'/')==NULL) {                                                                                     //判断url中除去http://后是否存在'/'
            fprintf(stderr,"\nInvalid URL syntax - hostname don't ends with '/'.\n");
            exit(2);
                              }
  if(proxyhost==NULL)                                                                                       //if里面都是为了获取端口号 主机名 和 request
  {                                                                                                         //比如url="http://localhost:12345/test";                                                                              //if运行结束后 proxyport=12345，host=localhost
   /* get port from hostname */
   if(index(url+i,':')!=NULL &&
      index(url+i,':')<index(url+i,'/'))
   {
       strncpy(host,url+i,strchr(url+i,':')-url-i);        //char *strncpy(char *destin, char *source, int
                                  //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。
       bzero(tmp,10);
       strncpy(tmp,index(url+i,':')+1,strchr(url+i,'/')-index(url+i,':')-1);
       /* printf("tmp=%s\n",tmp); */
       proxyport=atoi(tmp);
       if(proxyport==0) proxyport=80;
   } else
   {
     strncpy(host,url+i,strcspn(url+i,"/"));
   }
   // printf("Host=%s\n",host);
   strcat(request+strlen(request),url+i+strcspn(url+i,"/"));
  } else
  {
   // 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");
  }
  if(http10>1)
      strcat(request,"Connection: close\r\n");
  /* add empty line at end */
  if(http10>0) strcat(request,"\r\n");
  // printf("Req=%s\n",request);
}

 

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~

 

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

  /* check avaibility of target server */
  i=Socket(proxyhost==NULL?host:proxyhost,proxyport);       //测试网站是否能连
  if(i<0) {
       fprintf(stderr,"\nConnect to server failed. Aborting benchmark.\n");
           return 1;
         }
  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 */
  for(i=0;i<clients;i++)
  {
       pid=fork();     //　1)在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID;
                      //2)在子进程中，fork返回0;
                      //　　3)如果出现错误，fork返回一个负值;
       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);          //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
         else
      benchcore(proxyhost,proxyport,request);

         /* write results to pipe */
     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);        //各个子进程往pipe中写入测试结果
     fclose(f);
     return 0;
  } else
  {
      f=fdopen(mypipe[0],"r");
      if(f==NULL)
      {
          perror("open pipe for reading failed.");
          return 3;
      }
      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
                      //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
                      //里面,每次读input时，系统会一次性读512字节到bufr里暂存。
      speed=0;
          failed=0;
          bytes=0;

      while(1)
      {
          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
          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); */
          if(--clients==0) break;            //当读取完所有子进程写入的结果后 主进程结束
      }
      fclose(f);

  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);                              //输出所有子进程记录数据之和的结果
  }
  return i;
}

 

 

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.csdn.net/liucimin/article/details/40507443

其中结构sigaction定义如下：

 

struct sigaction{
  void (*sa_handler)(int);
   sigset_t sa_mask;
  int sa_flag;
  void (*sa_sigaction)(int,siginfo_t *,void *);
};

sa_handler字段包含一个信号捕捉函数的地址
sa_flag标志。

 

 

void benchcore(const char *host,const int port,const char *req)
{
 int rlen;
 char buf[1500];
 int s,i;


 struct sigaction sa;

 /* setup alarm signal handler */                                      //设定定时器，该进程benchtime之后结束测试
 sa.sa_handler=alarm_handler;
 sa.sa_flags=0;
 if(sigaction(SIGALRM,&sa,NULL))                    //通过信号设置时间结束后全局变量timerexpired的值
    exit(3);
 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
                                                    //，它向进程发送SIGALRM信号。如果忽略或者不捕获此信号
                                                    //，则其默认动作是终止调用该alarm函数的进程。

 rlen=strlen(req);
 nexttry:while(1)
 {
    if(timerexpired)                            //到点后结束函数
    {
       if(failed>0)
       {
          /* fprintf(stderr,"Correcting failed by signal\n"); */
          failed--;
       }
       return;
    }
    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
    if(s<0) { failed++;continue;}
    if(rlen!=write(s,req,rlen)) {failed++;close(s);continue;}       //往服务器发request
    if(http10==0)
        if(shutdown(s,1)) { failed++;close(s);continue;}
    if(force==0)
    {
            /* read all available data from socket */
        while(1)
        {
              if(timerexpired) break;
          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
              /* fprintf(stderr,"%d\n",i); */
          if(i<0)                          //读取失败 failed++,重新发送request读数据
              {
                 failed++;
                 close(s);
                 goto nexttry;
              }
           else
               if(i==0) break;
               else
                   bytes+=i;
        }
    }
    if(close(s)) {failed++;continue;}
    speed++;
 }
}