網(wǎng)站性能壓力測試是服務(wù)器網(wǎng)站性能調(diào)優(yōu)過程中必不可缺少的一環(huán)。只有讓服務(wù)器處在高壓情況下，才能真正體現(xiàn)出軟件、硬件等各種設(shè)置不當(dāng)所暴露出的問題。

性能測試工具目前最常見的有以下幾種：ab、http_load、webbench、siege。今天我們專門來介紹ab。

ab是apache自帶的壓力測試工具。ab非常實用，它不僅可以對apache服務(wù)器進行網(wǎng)站訪問壓力測試，也可以對或其它類型的服務(wù)器進行壓力測試。比如nginx、tomcat、IIS等。

下面我們開始介紹有關(guān)ab命令的使用：

1、ab的原理

2、ab的安裝

3、ab參數(shù)說明

4、ab性能指標(biāo)

5、ab實際使用

6、測試nginx性能

一、ab的原理

ab是apachebench命令的縮寫。

ab的原理：ab命令會創(chuàng)建多個并發(fā)訪問線程，模擬多個訪問者同時對某一URL地址進行訪問。它的測試目標(biāo)是基于URL的，因此，它既可以用來測試apache的負載壓力，也可以測試nginx、lighthttp、tomcat、IIS等其它Web服務(wù)器的壓力。

ab命令對發(fā)出負載的計算機要求很低，它既不會占用很高CPU，也不會占用很多內(nèi)存。但卻會給目標(biāo)服務(wù)器造成巨大的負載，其原理類似CC攻擊。自己測試使用也需要注意，否則一次上太多的負載。可能造成目標(biāo)服務(wù)器資源耗完，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致死機。

二、ab的安裝

ab的安裝非常簡單，如果是源碼安裝apache的話，那就更簡單了。apache安裝完畢后ab命令存放在apache安裝目錄的bin目錄下。如下：

/usr/local/apache2/bin

如果apache 是通過yum的RPM包方式安裝的話，ab命令默認存放在/usr/bin目錄下。如下：

which ab

注意：如果不想安裝apache但是又想使用ab命令的話，我們可以直接安裝apache的工具包httpd-tools。如下：

yum -y install httpd-tools

查看ab是否安裝成功，可以切換到上述目錄下，使用ab –V命令進行檢測。如下：

ab -V

如果ab安裝成功，通過ab –V命令則會顯示ab的相迎版本，如上圖示。

注意以上是在linux平臺下進行安裝的，如果是windows平臺下，我們也可以下載對應(yīng)的apache版本進行安裝。

目前apache最新版2.4.10，apache官網(wǎng)已經(jīng)沒有windows下載的版本。但是我們可以下載apache官網(wǎng)提供的集成軟件包，如下：

三、ab參數(shù)說明

有關(guān)ab命令的使用，我們可以通過幫助命令進行查看。如下：

ab --help

下面我們對這些參數(shù)，進行相關(guān)說明。如下：

-n在測試會話中所執(zhí)行的請求個數(shù)。默認時，僅執(zhí)行一個請求。

-c一次產(chǎn)生的請求個數(shù)。默認是一次一個。

-t測試所進行的最大秒數(shù)。其內(nèi)部隱含值是-n 50000，它可以使對服務(wù)器的測試限制在一個固定的總時間以內(nèi)。默認時，沒有時間限制。

-p包含了需要POST的數(shù)據(jù)的文件。

-P對一個中轉(zhuǎn)代理提供BASIC認證信任。用戶名和密碼由一個:隔開，并以base64編碼形式發(fā)送。無論服務(wù)器是否需要(即, 是否發(fā)送了401認證需求代碼)，此字符串都會被發(fā)送。

-T POST數(shù)據(jù)所使用的Content-type頭信息。

-v設(shè)置顯示信息的詳細程度-4或更大值會顯示頭信息，3或更大值可以顯示響應(yīng)代碼(404,200等),2或更大值可以顯示警告和其他信息。

-V顯示版本號并退出。

-w以HTML表的格式輸出結(jié)果。默認時，它是白色背景的兩列寬度的一張表。

-i執(zhí)行HEAD請求，而不是GET。

-x設(shè)置<table>屬性的字符串。

-X對請求使用代理服務(wù)器。

-y設(shè)置<tr>屬性的字符串。

-z設(shè)置<td>屬性的字符串。

-C對請求附加一個Cookie:行。其典型形式是name=value的一個參數(shù)對，此參數(shù)可以重復(fù)。

-H對請求附加額外的頭信息。此參數(shù)的典型形式是一個有效的頭信息行，其中包含了以冒號分隔的字段和值的對(如,"Accept-Encoding:zip/zop;8bit")。

-A對服務(wù)器提供BASIC認證信任。用戶名和密碼由一個:隔開，并以base64編碼形式發(fā)送。無論服務(wù)器是否需要(即,是否發(fā)送了401認證需求代碼)，此字符串都會被發(fā)送。

-h顯示使用方法。

-d不顯示"percentage served within XX [ms] table"的消息(為以前的版本提供支持)。

-e產(chǎn)生一個以逗號分隔的(CSV)文件，其中包含了處理每個相應(yīng)百分比的請求所需要(從1%到100%)的相應(yīng)百分比的(以微妙為單位)時間。由于這種格式已經(jīng)“二進制化”，所以比'gnuplot'格式更有用。

-g把所有測試結(jié)果寫入一個'gnuplot'或者TSV(以Tab分隔的)文件。此文件可以方便地導(dǎo)入到Gnuplot,IDL,Mathematica,Igor甚至Excel中。其中的第一行為標(biāo)題。

-i執(zhí)行HEAD請求，而不是GET。

-k啟用HTTP KeepAlive功能，即在一個HTTP會話中執(zhí)行多個請求。默認時，不啟用KeepAlive功能。

-q如果處理的請求數(shù)大于150，ab每處理大約10%或者100個請求時，會在stderr輸出一個進度計數(shù)。此-q標(biāo)記可以抑制這些信息。

四、ab性能指標(biāo)

在進行性能測試過程中有幾個指標(biāo)比較重要：

1、吞吐率（Requests per second）

服務(wù)器并發(fā)處理能力的量化描述，單位是reqs/s，指的是在某個并發(fā)用戶數(shù)下單位時間內(nèi)處理的請求數(shù)。某個并發(fā)用戶數(shù)下單位時間內(nèi)能處理的最大請求數(shù)，稱之為最大吞吐率。

記?。和掏侣适腔诓l(fā)用戶數(shù)的。這句話代表了兩個含義：

a、吞吐率和并發(fā)用戶數(shù)相關(guān)

b、不同的并發(fā)用戶數(shù)下，吞吐率一般是不同的

計算公式：總請求數(shù)/處理完成這些請求數(shù)所花費的時間，即

Request per second=Complete requests/Time taken for tests

必須要說明的是，這個數(shù)值表示當(dāng)前機器的整體性能，值越大越好。

2、并發(fā)連接數(shù)（The number of concurrent connections）

并發(fā)連接數(shù)指的是某個時刻服務(wù)器所接受的請求數(shù)目，簡單的講，就是一個會話。

3、并發(fā)用戶數(shù)（Concurrency Level）

要注意區(qū)分這個概念和并發(fā)連接數(shù)之間的區(qū)別，一個用戶可能同時會產(chǎn)生多個會話，也即連接數(shù)。在HTTP/1.1下，IE7支持兩個并發(fā)連接，IE8支持6個并發(fā)連接，F(xiàn)ireFox3支持4個并發(fā)連接，所以相應(yīng)的，我們的并發(fā)用戶數(shù)就得除以這個基數(shù)。

4、用戶平均請求等待時間（Time per request）

計算公式：處理完成所有請求數(shù)所花費的時間/（總請求數(shù)/并發(fā)用戶數(shù)），即：

Time per request=Time taken for tests/（Complete requests/Concurrency Level）

5、服務(wù)器平均請求等待時間（Time per request:across all concurrent requests）

計算公式：處理完成所有請求數(shù)所花費的時間/總請求數(shù)，即：

Time taken for/testsComplete requests

可以看到，它是吞吐率的倒數(shù)。

同時，它也等于用戶平均請求等待時間/并發(fā)用戶數(shù)，即

Time per request/Concurrency Level

五、ab實際使用

ab的命令參數(shù)比較多，我們經(jīng)常使用的是-c和-n參數(shù)。

下面我們就實際進行操作下，首先新建一個虛擬主機a.ilanni.com。如下：

cat /etc/httpd/conf/httpd.conf|grep -v ^#|grep -v ^$

mkdir -p /www/a.ilanni.com

echo '<?php phpinfo();?>'>/www/a.ilanni.com/index.php

cat /www/a.ilanni.com/index.php

虛擬主機新建完畢后，我們來啟動apache，并訪問虛擬主機a.ilanni.com。如下：

wget http://a.ilanni.com

虛擬主機a.ilanni.com創(chuàng)建完畢后，我們現(xiàn)在就來測試apache的性能。使用如下命令：

ab -c 10 -n 100 http://a.ilanni.com/index.php

-c10表示并發(fā)用戶數(shù)為10

-n100表示請求總數(shù)為100

http://a.ilanni.com/index.php表示請求的目標(biāo)URL

這行表示同時處理100個請求并運行10次index.php文件。

通過上圖，測試結(jié)果也一目了然，apache測試出的吞吐率為：Requests per second: 204.89[#/sec](mean)。

除此之外還有其他一些信息，需要說明下，如下：

Server Software表示被測試的Web服務(wù)器軟件名稱。

Server Hostname表示請求的URL主機名。

Server Port表示被測試的Web服務(wù)器軟件的監(jiān)聽端口。

Document Path表示請求的URL中的根絕對路徑，通過該文件的后綴名，我們一般可以了解該請求的類型。

Document Length表示HTTP響應(yīng)數(shù)據(jù)的正文長度。

Concurrency Level表示并發(fā)用戶數(shù)，這是我們設(shè)置的參數(shù)之一。

Time taken for tests表示所有這些請求被處理完成所花費的總時間。

Complete requests表示總請求數(shù)量，這是我們設(shè)置的參數(shù)之一。

Failed requests表示失敗的請求數(shù)量，這里的失敗是指請求在連接服務(wù)器、發(fā)送數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)發(fā)生異常，以及無響應(yīng)后超時的情況。如果接收到的HTTP響應(yīng)數(shù)據(jù)的頭信息中含有2XX以外的狀態(tài)碼，則會在測試結(jié)果中顯示另一個名為“Non-2xx responses”的統(tǒng)計項，用于統(tǒng)計這部分請求數(shù)，這些請求并不算在失敗的請求中。

Total transferred表示所有請求的響應(yīng)數(shù)據(jù)長度總和，包括每個HTTP響應(yīng)數(shù)據(jù)的頭信息和正文數(shù)據(jù)的長度。注意這里不包括HTTP請求數(shù)據(jù)的長度，僅僅為web服務(wù)器流向用戶PC的應(yīng)用層數(shù)據(jù)總長度。

HTML transferred表示所有請求的響應(yīng)數(shù)據(jù)中正文數(shù)據(jù)的總和，也就是減去了Total transferred中HTTP響應(yīng)數(shù)據(jù)中的頭信息的長度。

Requests per second吞吐率，計算公式：Complete requests/Time taken for tests

Time per request用戶平均請求等待時間，計算公式：Time token for tests/（Complete requests/Concurrency Level）。

Time per requet(across all concurrent request)服務(wù)器平均請求等待時間，計算公式：Time taken for tests/Complete requests，正好是吞吐率的倒數(shù)。也可以這么統(tǒng)計：Time per request/Concurrency Level。

Transfer rate表示這些請求在單位時間內(nèi)從服務(wù)器獲取的數(shù)據(jù)長度，計算公式：Total trnasferred/ Time taken for tests，這個統(tǒng)計很好的說明服務(wù)器的處理能力達到極限時，其出口寬帶的需求量。

Percentage of requests served within a certain time（ms）這部分?jǐn)?shù)據(jù)用于描述每個請求處理時間的分布情況，比如以上測試，80%的請求處理時間都不超過6ms，這個處理時間是指前面的Time per request，即對于單個用戶而言，平均每個請求的處理時間。

六、測試nginx性能

第五步測試了apache的性能，現(xiàn)在我們來測試nginx的性能。

首先配置nginx的虛擬主機，如下：

cat /usr/local/nginx/conf/nginx.conf|grep -v ^#|grep -v ^$

虛擬主機配置完畢后，我們現(xiàn)在訪問虛擬主機。如下：

wget a.ilanni.com

注意該虛擬主機與apache的虛擬主機是同一個，而且請求的是同一個頁面。

使用如同apache同樣的命令進行測試nginx，如下：

ab -c 10 -n 100 http://a.ilanni.com/index.php

結(jié)果如下：

通過上圖，測試結(jié)果也一目了然，nginx測試出的吞吐率為：Requests per second: 349.14[#/sec](mean)。

對比apache請求該頁面的吞吐率，發(fā)現(xiàn)nginx吞吐率就是要比apache高。根據(jù)前面我們提到的性能指標(biāo)Requests per second吞吐率越高，服務(wù)器性能越好。

這也證明了nginx性能確實比apache性能高。

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