Webbench-1.5开源软件工具源码深度剖析

Webbench是有名的网站压力测试工具。

其标准测试可以测试服务器的两项内容：每秒钟相应请求数和每秒钟传输数据量。

Webbench不但能具有便准静态页面的测试能力,还能对动态页面(ASP,PHP,JAVA,CGI)进行测试的能力.还有就是他支持对含有SSL的安全网站例如电子商务网站进行静态或动态的性能测试.

网上下载好webbench-1.5的压缩安装包，拷贝到linux环境下解压安装。

我用的是VM虚拟机上安装ubuntu12.04

1. 网上下载源码压缩包拷贝到linux环境下

2. 解压文件

3. 进入目录编译源码

编译后发现报错，查看了下makefile没发现什么大的问题，然后就百度了下这个错误 原来是系统没安装 ctags这个软件包 ，而编译这个源码需要这个软件包（百度查了下是VIM的一个插件）

针对自己的系统安装软件包，安装好后再编译 ，编译通过。

4. 先执行命令测试一把

区区500行代码量，但是达到的效果在当时还是蛮牛逼的！下面就来逐个分析研究源码！

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>

//功能：通过地址和端口建立网络连接
//@host:网络地址
//@clientPort:端口
//return:建立的socket连接  如果返回-1，表示连接失败

int Socket(const char *host, int clientPort)
{
    int sock;
    unsigned long inaddr;
    struct sockaddr_in ad;
	/*
	struct sockaddr_in{
                unsigned short          sin_family;     
                unsigned short int      sin_port;
                struct in_addr          sin_addr;
                unsigned char           sin_zero[8];
        }
    我们主要使用Internet，所以sin_family一般为AF_INET,
    sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以和任何的主机通信,
    sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的. 
	*/
    struct hostent *hp;
	/*
	这个数据结构是这样的： 
　　 struct hostent { 
　　 char *h_name; 
　　 char **h_aliases; 
　　 int h_addrtype; 
　　 int h_length; 
　　 char **h_addr_list; 
　　 }; 
　　 #define h_addr h_addr_list[0]  
	这里是这个数据结构的详细资料：  
	struct hostent:  
　　h_name – 地址的正式名称。 
　　h_aliases – 空字节-地址的预备名称的指针。 
　　h_addrtype –地址类型; 通常是AF_INET。  
　　h_length – 地址的比特长度。 
　　h_addr_list – 零字节-主机网络地址指针。网络字节顺序。 
　　h_addr - h_addr_list中的第一地址。 
	*/
    
    memset(&ad, 0, sizeof(ad));
    ad.sin_family = AF_INET;

    inaddr = inet_addr(host);//将点分的十进制的ip转为无符号整形
	
    if (inaddr != INADDR_NONE)//INADDR_NONE是32位均为1的值，(即255.255.255.255)为internet的有限广播地址
        memcpy(&ad.sin_addr, &inaddr, sizeof(inaddr));
		
    else//如果host是域名
    {
        hp = gethostbyname(host);//用域名获取IP
        if (hp == NULL)
            return -1;
        memcpy(&ad.sin_addr, hp->h_addr, hp->h_length);
    }
    ad.sin_port = htons(clientPort);//转换为网络字节序模式（大端模式）
    
	//AF_INET 网络程序所在的主机采用的通讯洗衣族
	//AF_UNIX只能够用于单一的Unix 系统进程间通信,
    //而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程
	//type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等) 
    //SOCK_STREAM表明我们用的是TCP 协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流. 
    //SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信.	
	//protocol:由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本的准备.
    //成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno可知道出错的详细情况.
    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock < 0)
        return sock;
	/*
	int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)
   sockfd:socket返回的文件描述符.
   serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端的地址
   addrlen:serv_addr的长度
   connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符 失败时返回-1.
	*/
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&ad, sizeof(ad)) < 0)//连接
        return -1;
    return sock;
}

/*
init_addr()函数：将网络地址转成二进制的数组相关的函数
头文件：
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
函数定义：
unsigned long int init_addr(const char *cp);
函数说明：inet_addr()用来将参数cp所指的网络地址字符串转换成网络所使用的二进制数字
比如："192.168.1.186"
返回值：成功则返回对应的网络二进制数字，失败返回-1
在新程序中避免使用inet_addr函数，而应该使用inet_aton函数作为代替。因为对于inet_addr函数来说，
即使输入的参数是有效的IP地址：255.255.255.255，他的返回值仍然是INADDR_NONE。
*/

webbench.c

里面用到的解析命令参数可以参考这篇博文：http://blog.csdn.net/coding__madman/article/details/51043733

/*
 * (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>

/* values */
volatile int timerexpired=0;
int speed=0;
int failed=0;
int bytes=0;
/* globals */
int http10=1; /* 0 - http/0.9, 1 - http/1.0, 2 - http/1.1 */
/* Allow: GET, HEAD, OPTIONS, TRACE */
#define METHOD_GET 0
#define METHOD_HEAD 1
#define METHOD_OPTIONS 2
#define METHOD_TRACE 3
#define PROGRAM_VERSION "1.5"
int method=METHOD_GET;//全局变量，指定http方法
int clients=1;//并发数
int force=0;//是否等待服务器应答。默认为步等待
int force_reload=0;
int proxyport=80;//代理服务器渡口号。默认为80
char *proxyhost=NULL;//代理服务器地址
int benchtime=30;//运行多久。 默认为30s.可以通过 -t 指定
/* internal */
int mypipe[2];
char host[MAXHOSTNAMELEN];
#define REQUEST_SIZE 2048
char request[REQUEST_SIZE];

//struct option结构体，配合getopt_long函数使用
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);//对http请求进行测试
static int bench(void);//创建管道和子进程，调用测试http函数
static void build_request(const char *url);//用来创建http连接请求

static void alarm_handler(int signal)
{
   timerexpired=1;
}	

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;
	 } 
	//解析出所有的命令行参数 然后执行相应的命令参数
	 while((opt=getopt_long(argc,argv,"912Vfrt:p:c:?h",long_options,&options_index))!=EOF )
	 {
		  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;	  //一个客户端运行时间   
			   case 'p': 
					 /* proxy server parsing server:port */
					 tmp=strrchr(optarg,':');//tmp指向字符：的地址 （字符串optarg） 
					 proxyhost=optarg;
					 if(tmp==NULL)
					 {
						 break;
					 }
					 if(tmp==optarg)
					 {
						 fprintf(stderr,"Error in option --proxy %s: Missing hostname.\n",optarg);
						 return 2;
					 }
					 if(tmp==optarg+strlen(optarg)-1)
					 {
						 fprintf(stderr,"Error in option --proxy %s Port number is missing.\n",optarg);
						 return 2;
					 }
					 *tmp='\0';
					 proxyport=atoi(tmp+1);break;
			   case ':':
			   case 'h':
			   case '?': usage();return 2;break;
			   case 'c': clients=atoi(optarg);break;//模拟多少个客户端同时进行请求
		  }
	 }
 
	 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"
		 );
	 //此时的optind指向输入的最后一个参数 最后一个参数为网址或者一个IP
	 build_request(argv[optind]);//生成http请求的字符串 
	 /* print bench info */
	 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");
	 
    return bench();
}

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

  bzero(host,MAXHOSTNAMELEN);
  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;
 //设置请求的方法
  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," ");
  
  //找到http://或https://中的://
  if(NULL==strstr(url,"://"))
  {
	  fprintf(stderr, "\n%s: is not a valid URL.\n",url);//如果没有则说明请求的URL不合法
	  exit(2);
  }
  if(strlen(url)>1500)//请求的url字符串太长
  {
         fprintf(stderr,"URL is too long.\n");
	 exit(2);
  }
  if(proxyhost==NULL)
	   if (0!=strncasecmp("http://",url,7))//除了开头的http://如果还有http://报错URL不合法 
	   { 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://后面第一个字符在URL字符串所在下标值，也就是域名或ip地址的第一个字符
  /* printf("%d\n",i); */

  if(strchr(url+i,'/')==NULL) {//://后面没有/ 不正确的URL
                                fprintf(stderr,"\nInvalid URL syntax - hostname don't ends with '/'.\n");
                                exit(2);
                              }
  if(proxyhost==NULL)
  {
   /* get port from hostname */
   if(index(url+i,':')!=NULL &&
      index(url+i,':')<index(url+i,'/'))
   {
	   strncpy(host,url+i,strchr(url+i,':')-url-i);//解析出域名或IP地址，放到host中。
	   bzero(tmp,10);
	   strncpy(tmp,index(url+i,':')+1,strchr(url+i,'/')-index(url+i,':')-1);//解析出URL中的端口
	   /* printf("tmp=%s\n",tmp); */
	   proxyport=atoi(tmp);
	   if(proxyport==0) proxyport=80;
   } else
   {
     strncpy(host,url+i,strcspn(url+i,"/"));//URL中没有端口，直接解析出主机域名或IP地址放到host中。
   }
   // printf("Host=%s\n",host);
   strcat(request+strlen(request),url+i+strcspn(url+i,"/"));//将要请求的URI放到GET或HEAE等后面
  } else
  {
   // printf("ProxyHost=%s\nProxyPort=%d\n",proxyhost,proxyport);
   strcat(request,url);//使用代理，直接将整个输入的URL都做为get或head后面的参数
  }
  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);//不使用代理，在http请求中需要设置Host
	  strcat(request,"\r\n");
  }
  if(force_reload && proxyhost!=NULL)
  {
	  strcat(request,"Pragma: no-cache\r\n");//不使用长连接
  }
  if(http10>1)
	  strcat(request,"Connection: close\r\n");
  /* add empty line at end */
  if(http10>0) strcat(request,"\r\n"); //http语法，http请求头结束需要一个空行\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 */
  i=Socket(proxyhost==NULL?host:proxyhost,proxyport);//创建一个连接到服务器的socket标识
  if(i<0) { 
	   fprintf(stderr,"\nConnect to server failed. Aborting benchmark.\n");
           return 1;
         }
  close(i);
  /* create pipe */
  if(pipe(mypipe))创建管道,mypipe[0]为管道里的读取端,mypipe[1]为管道里的写入端
  {
	  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();//使用fork创建clients个进程，用于模拟clients个客户端用于请求
	   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)//pid=0是子进程，进行http请求
  {
    /* I am a child */
    if(proxyhost==NULL)
      benchcore(host,proxyport,request);
         else
      benchcore(proxyhost,proxyport,request);

         /* write results to pipe */
	 f=fdopen(mypipe[1],"w");//mypipe[1]进行写入
	 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);//向管道里写成功数，失败数，即服务器返回的字节数
	 fclose(f);
	 return 0;
  } else
  {//返回到父进程中
	  f=fdopen(mypipe[0],"r");//mypipe[0]用于读取
	  if(f==NULL) 
	  {
		  perror("open pipe for reading failed.");
		  return 3;
	  }
	  setvbuf(f,NULL,_IONBF,0);
	  speed=0;
          failed=0;
          bytes=0;
	/** 统计clients个进程的数据信息 ***/
	  while(1)
	  {//需要进行循环，否则的话，由于子进程的创建，很有可能会返回父进程。
		  pid=fscanf(f,"%d %d %d",&i,&j,&k);//阻塞进行读取数据，等所有的子进程都返回再退出循环
		  if(pid<2)
                  {//有进程成了僵尸进程，退出循环，不再进行统计
                       fprintf(stderr,"Some of our childrens died.\n");
                       break;
                  }
		  speed+=i;//统计成功请求数
		  failed+=j;//统计失败请求数
		  bytes+=k;//统计服务器总共返回的字节数
		  /* fprintf(stderr,"*Knock* %d %d read=%d\n",speed,failed,pid); */
		  if(--clients==0) break;//成功读取一个客户端成功执行返回
	  }
	  fclose(f);

  printf("\nSpeed=%d pages/min, %d bytes/sec.\nRequests: %d susceed, %d failed.\n",
		  (int)((speed+failed)/(benchtime/60.0f)),//每分钟的请求数
		  (int)(bytes/(float)benchtime),//每秒服务器返回的字节数
		  speed,//成功请求数
		  failed);//失败请求数
  }
  return i;
}

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 */
 sa.sa_handler=alarm_handler;
 sa.sa_flags=0;
 if(sigaction(SIGALRM,&sa,NULL))
    exit(3);
 alarm(benchtime);

 rlen=strlen(req);
 nexttry:while(1)
 {
    if(timerexpired)
    {//客户端执行时间到
       if(failed>0)
       {
          /* fprintf(stderr,"Correcting failed by signal\n"); */
          failed--;
       }
       return;//返回到调用benchcore()函数处
    }
    s=Socket(host,port); //创建连接到服务器的socket标识                          
    if(s<0) { failed++;continue;} 
    if(rlen!=write(s,req,rlen)) {failed++;close(s);continue;}//向服务器发送rlen个http的请求字符
    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); //读取从服务器返回的数据
              /* fprintf(stderr,"%d\n",i); */
	      if(i<0) 
              { 
                 failed++;//读取失败
                 close(s);
                 goto nexttry;
              }
	       else
		       if(i==0) break;//读取完毕
		       else
			       bytes+=i;//计算返回字节数
	    }
    }
    if(close(s)) {failed++;continue;}
    speed++;
 }
}

Makefile

CFLAGS?=	-Wall -ggdb -W -O
CC?=		gcc
LIBS?=
LDFLAGS?=
PREFIX?=	/usr/local
VERSION=1.5
TMPDIR=/tmp/webbench-$(VERSION)

all:   webbench tags

tags:  *.c
	-ctags *.c

install: webbench
	install -s webbench $(DESTDIR)$(PREFIX)/bin	
	install -m 644 webbench.1 $(DESTDIR)$(PREFIX)/man/man1	
	install -d $(DESTDIR)$(PREFIX)/share/doc/webbench
	install -m 644 debian/copyright $(DESTDIR)$(PREFIX)/share/doc/webbench
	install -m 644 debian/changelog $(DESTDIR)$(PREFIX)/share/doc/webbench

webbench: webbench.o Makefile
	$(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o webbench webbench.o $(LIBS) 

clean:
	-rm -f *.o webbench *~ core *.core tags
	
tar:   clean
	-debian/rules clean
	rm -rf $(TMPDIR)
	install -d $(TMPDIR)
	cp -p Makefile webbench.c socket.c webbench.1 $(TMPDIR)
	install -d $(TMPDIR)/debian
	-cp -p debian/* $(TMPDIR)/debian
	ln -sf debian/copyright $(TMPDIR)/COPYRIGHT
	ln -sf debian/changelog $(TMPDIR)/ChangeLog
	-cd $(TMPDIR) && cd .. && tar cozf webbench-$(VERSION).tar.gz webbench-$(VERSION)

webbench.o:	webbench.c socket.c Makefile

.PHONY: clean install all tar