centos apache ab性能测试工具介绍、使用及封装供shell调用

CentOS环境下，apache ab性能测试功能介绍及使用

网站性能压力测试是服务器网站性能调优过程中必不可缺少的一环。只有让服务器处在高压情况下，才能真正体现出软件、硬件等各种设置不当所暴露出的问题。

性能测试工具目前最常见的有以下几种：ab、http_load、webbench、siege。今天我们专门来介绍ab。

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。

一、ab的原理

是apachebench命令的缩写。

的原理：ab命令会创建多个并发访问线程，模拟多个访问者同时对某一URL地址进行访问。它的测试目标是基于URL的，因此，它既可以用来测试apache的负载压力，也可以测试Nginx、lighthttp、tomcat、IIS等其它Web服务器的压力。

命令对发出负载的计算机要求很低，它既不会占用很高cpu，也不会占用很多内存。但却会给目标服务器造成巨大的负载，其原理类似CC攻击。自己测试使用也需要注意，否则一次上太多的负载。可能造成目标服务器资源耗完，严重时甚至导致死机。

二、ab的安装

的安装非常简单，如果是源码安装apache的话，那就更简单了。apache安装完毕后ab命令存放在apache安装目录的bin目录下。如下：

/usr/local/apache2/bin

如果apache是通过yum的RPM包方式安装的话，ab命令默认存放在/usr/bin目录下。如下：

which ab

注意：如果不想安装apache但是又想使用ab命令的话，我们可以直接安装apache的工具包httpd-tools。如下：

yum -y install httpd-tools

查看ab是否安装成功，可以切换到上述目录下，使用ab –V命令进行检测。如下：

ab -V

如果ab安装成功，通过ab –V命令则会显示ab的相迎版本，如上图示。

注意以上是在linux平台下进行安装的，如果是windows平台下，我们也可以下载对应的apache版本进行安装。

目前apache最新版2.4.10，apache官网已经没有windows下载的版本。但是我们可以下载apache官网提供的集成软件包，如下：

三、ab参数说明

有关ab命令的使用，我们可以通过帮助命令进行查看。如下：

ab --help

下面我们对这些参数，进行相关说明。如下：

-n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一次产生的请求个数。默认是一次一个。

-t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包含了需要POST的数据的文件。

-P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。

-T POST数据所使用的Content-type头信息。

-v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执行HEAD请求，而不是GET。

-x设置

属性的字符串。

-X对请求使用代理服务器。

-y-z设置

属性的字符串。 -C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。 -h显示使用方法。 -d不显示"percentage served within XX [ms] table"的消息(为以前的版本提供支持)。 -e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。 -g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。 执行HEAD请求，而不是GET。 -k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。 -q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。 四、ab性能指标 在进行性能测试过程中有几个指标比较重要： 1、吞吐率（Requests per second） 服务器并发处理能力的量化描述，单位是reqs/s，指的是在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。 记住：吞吐率是基于并发用户数的。这句话代表了两个含义： a、吞吐率和并发用户数相关 b、不同的并发用户数下，吞吐率一般是不同的 计算公式：总请求数/处理完成这些请求数所花费的时间，即 Request per second=Complete requests/Time taken for tests 必须要说明的是，这个数值表示当前机器的整体性能，值越大越好。 2、并发连接数（The number of concurrent connections） 并发连接数指的是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（Concurrency Level） 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。在HTTP/1.1下，IE7支持两个并发连接，IE8支持6个并发连接，FireFox3支持4个并发连接，所以相应的，我们的并发用户数就得除以这个基数。 4、用户平均请求等待时间（Time per request） 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： Time per request=Time taken for tests/（Complete requests/Concurrency Level） 5、服务器平均请求等待时间（Time per request:across all concurrent requests） 计算公式：处理完成所有请求数所花费的时间/总请求数，即： Time taken for/testsComplete requests 可以看到，它是吞吐率的倒数。 同时，它也等于用户平均请求等待时间/并发用户数，即 Time per request/Concurrency Level 五、ab实际使用 的命令参数比较多，我们经常使用的是-c和-n参数。 虚拟主机a.ilanni.com创建完毕后，我们现在就来测试apache的性能。使用如下命令： ab -c 10 -n 100http://a.ilanni.com/index.PHP -c10表示并发用户数为10 -n100表示请求总数为100 http://a.ilanni.com/index.PHP表示请求的目标URL 这行表示同时处理100个请求并运行10次index.PHP文件。 通过测试，结果也一目了然，apache测试出的吞吐率为：Requests per second: 204.89[#/sec](mean)。 除此之外还有其他一些信息，需要说明下，如下： Server Software表示被测试的Web服务器软件名称。 Server Hostname表示请求的URL主机名。 Server Port表示被测试的Web服务器软件的监听端口。 Document Path表示请求的URL中的根绝对路径，通过该文件的后缀名，我们一般可以了解该请求的类型。 Document Length表示HTTP响应数据的正文长度。 Concurrency Level表示并发用户数，这是我们设置的参数之一。 Time taken for tests表示所有这些请求被处理完成所花费的总时间。 Complete requests表示总请求数量，这是我们设置的参数之一。 Failed requests表示失败的请求数量，这里的失败是指请求在连接服务器、发送数据等环节发生异常，以及无响应后超时的情况。如果接收到的HTTP响应数据的头信息中含有2XX以外的状态码，则会在测试结果中显示另一个名为“Non-2xx responses”的统计项，用于统计这部分请求数，这些请求并不算在失败的请求中。 Total transferred表示所有请求的响应数据长度总和，包括每个HTTP响应数据的头信息和正文数据的长度。注意这里不包括HTTP请求数据的长度，仅仅为web服务器流向用户PC的应用层数据总长度。 HTML transferred表示所有请求的响应数据中正文数据的总和，也就是减去了Total transferred中HTTP响应数据中的头信息的长度。 Requests per second吞吐率，计算公式：Complete requests/Time taken for tests Time per request用户平均请求等待时间，计算公式：Time token for tests/（Complete requests/Concurrency Level）。 Time per requet(across all concurrent request)服务器平均请求等待时间，计算公式：Time taken for tests/Complete requests，正好是吞吐率的倒数。也可以这么统计：Time per request/Concurrency Level。 Transfer rate表示这些请求在单位时间内从服务器获取的数据长度，计算公式：Total trnasferred/ Time taken for tests，这个统计很好的说明服务器的处理能力达到极限时，其出口宽带的需求量。 Percentage of requests served within a certain time（ms）这部分数据用于描述每个请求处理时间的分布情况，比如以上测试，80%的请求处理时间都不超过6ms，这个处理时间是指前面的Time per request，即对于单个用户而言，平均每个请求的处理时间。 相关案例： 参数很多,一般我们用-c和-n参数就可以了.例如: ./ab -c 1000 -n 1000http://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 1000http://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 ConcurrencyLevel: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] medianmax Connect:4 646 1078.7893291 Processing:165 992 493.19384712 Waiting:118 934 480.68824554 Total:813 1638 1338.910937785 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 使用shell把ab封装使用 一般情况下，用ab进行压测时，只执行一次的话，结果不是很准，所以我们就要手动的执行几次。这个操作很麻烦，这里写了个shell脚本，对apache的ab做了封装，只要传入指定的测试次数，自动进行，测试完成后返回平均的rps，以及最高和最低rps。 下面的脚本需要把ab_dir的值换成自己的ab的目录，具体的参数有： n:每次ab请求的次数。 c:并发请求数。 t:执行ab的次数。 url:压测的url，url必须是最后一个参数。 使用方法：sh rps.sh -n 20000 -c 1000 -t 10 localhost/lua_io 结果： avg rps: 12552 min rps: 11780 max rps: 13324 上代码： [plain]view plaincopyprint? 1.#!/bin/sh 2. 3.total_request=10000 4.concurrency=100 5.times=1 6.7.cmd_idx=1 8. 9.param_count=$# 10.## $# means param’s num,including param’s name and param’s content 11.## such as ./rps.sh –n 1 –c 2 12.## param_count is 4,not 2 13. 14.while[$cmd_idx-lt$param_count] 15.do 16. 17.cmd=$1 18.## $n means thenth parameter 19.20.shift1#remove$1 21.## shift 1 mean remove the first parameter,left forward 1,and param’ num - 1 22.##shift将$*中的剩余的参数向左移动一个位置并减少$#的值 23.24.case$cmdin 25.-n) 26.total_request=$1 27.shift1;; 28.-c) 29.concurrency=$1 30.shift1;; 31.-t) 32.times=$1 33.34.*) 35.echo"$cmd,supportparameter:-n,-c,-t";; 36.esac 37.cmd_idx=`expr$cmd_idx+2` 38.done 39.40.url=$1 41.if[$url=''];then 42.echo'thetesturlmustbeprovided...' 43.exit2 44.fi 45.46.echo"TotalRequest:$total_request,Concurrency:$concurrency,URL:$url,Times:$times" 47.48.ab_dir=/usr/bin 49.ab_cmd="$ab_dir/ab-n$total_request-c$concurrency$url" 50. 51.echo$ab_cmd 52.idx=1 53.rps_sum=0 54.max=-1 55.min=99999999 56.while[$idx-le$times] 57.do 58.echo"startloop$idx" 59.result=`$ab_cmd|grep'Requestspersecond:'` 60.result=`echo$result|awk-F'''{print$4}'|awk-F'.''{print$1}'` 61.rps_sum=`expr$result+$rps_sum` 62.if[$result-gt$max];then 63.max=$result 64.fi 65.if[$result-lt$min];then 66.min=$result 67.fi 68.idx=`expr$idx+1` 69.done 70.echo"avgrps:"`expr$rps_sum/$times` 71.echo"minrps:$min" 72.echo"maxrps:$max" 备注： shell使用ab还不是很成功，但是可以通过这个例子明确封装的例子，还有shell对进行带进的参数也需要进行校验。 备注： $0这个程式的执行名字 $n这个程式的第n个参数值，n=1..9 $*这个程式的所有参数,此选项参数可超过9个。 $#这个程式的参数个数 $$这个程式的PID(脚本运行的当前进程ID号) $!执行上一个背景指令的PID(后台运行的最后一个进程的进程ID号) $?执行上一个指令的返回值(显示最后命令的退出状态。0表示没有错误，其他任何值表明有错误) $-显示shell使用的当前选项，与set命令功能相同 $@跟$*类似，但是可以当作数组用