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基于Go語言實(shí)現(xiàn)一個(gè)壓測(cè)工具

 更新時(shí)間:2025年01月28日 10:10:55   作者:海綿寶寶de派小星  
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了基于Go語言實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的壓測(cè)工具,文中的示例代碼講解詳細(xì),感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起學(xué)習(xí)一下

本篇主要是基于Go來實(shí)現(xiàn)一個(gè)壓測(cè)的工具,關(guān)于壓測(cè)的內(nèi)容可以參考其他的文章,這里默認(rèn)了解壓測(cè)的基本概念

基于Golang實(shí)現(xiàn)的壓測(cè)工具

整體架構(gòu)

整體系統(tǒng)架構(gòu)比較簡(jiǎn)單

通用數(shù)據(jù)處理模塊

Http請(qǐng)求響應(yīng)數(shù)據(jù)處理

本項(xiàng)目支持http協(xié)議、websocket協(xié)議、grpc協(xié)議、Remote Authentication Dial-In User Service協(xié)議,因此需要構(gòu)造出一個(gè)通用的http請(qǐng)求和響應(yīng)的結(jié)構(gòu)體,進(jìn)行一個(gè)通用的封裝:

// Request 請(qǐng)求數(shù)據(jù)
type Request struct {
	URL       string            // URL
	Form      string            // http/webSocket/tcp
	Method    string            // 方法 GET/POST/PUT
	Headers   map[string]string // Headers
	Body      string            // body
	Verify    string            // 驗(yàn)證的方法
	Timeout   time.Duration     // 請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間
	Debug     bool              // 是否開啟Debug模式
	MaxCon    int               // 每個(gè)連接的請(qǐng)求數(shù)
	HTTP2     bool              // 是否使用http2.0
	Keepalive bool              // 是否開啟長(zhǎng)連接
	Code      int               // 驗(yàn)證的狀態(tài)碼
	Redirect  bool              // 是否重定向
}

這當(dāng)中值得注意的是驗(yàn)證的方法,這里是因?yàn)樵谶M(jìn)行壓測(cè)中,要判斷返回的響應(yīng)是否是正確的響應(yīng),因此要進(jìn)行判斷響應(yīng)是否正確,所以要進(jìn)行相應(yīng)的函數(shù)的注冊(cè),因此對(duì)于一個(gè)請(qǐng)求,是有必要找到一個(gè)對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求方法來判斷這個(gè)請(qǐng)求正確,之后進(jìn)行記錄

這個(gè)model的核心功能,就是生成一個(gè)http請(qǐng)求的結(jié)構(gòu)體,來幫助進(jìn)行存儲(chǔ)

// NewRequest 生成請(qǐng)求結(jié)構(gòu)體
// url 壓測(cè)的url
// verify 驗(yàn)證方法 在server/verify中 http 支持:statusCode、json webSocket支持:json
// timeout 請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間
// debug 是否開啟debug
// path curl文件路徑 http接口壓測(cè),自定義參數(shù)設(shè)置
func NewRequest(url string, verify string, code int, timeout time.Duration, debug bool, path string,
	reqHeaders []string, reqBody string, maxCon int, http2, keepalive, redirect bool) (request *Request, err error) {
	var (
		method  = "GET"
		headers = make(map[string]string)
		body    string
	)
	if path != "" {
		var curl *CURL
		curl, err = ParseTheFile(path)
		if err != nil {
			return nil, err
		}
		if url == "" {
			url = curl.GetURL()
		}
		method = curl.GetMethod()
		headers = curl.GetHeaders()
		body = curl.GetBody()
	} else {
		if reqBody != "" {
			method = "POST"
			body = reqBody
		}
		for _, v := range reqHeaders {
			getHeaderValue(v, headers)
		}
		if _, ok := headers["Content-Type"]; !ok {
			headers["Content-Type"] = "application/x-www-form-urlencoded; charset=utf-8"
		}
	}
	var form string
	form, url = getForm(url)
	if form == "" {
		err = fmt.Errorf("url:%s 不合法,必須是完整http、webSocket連接", url)
		return
	}
	var ok bool
	switch form {
	case FormTypeHTTP:
		// verify
		if verify == "" {
			verify = "statusCode"
		}
		key := fmt.Sprintf("%s.%s", form, verify)
		_, ok = verifyMapHTTP[key]
		if !ok {
			err = errors.New("驗(yàn)證器不存在:" + key)
			return
		}
	case FormTypeWebSocket:
		// verify
		if verify == "" {
			verify = "json"
		}
		key := fmt.Sprintf("%s.%s", form, verify)
		_, ok = verifyMapWebSocket[key]
		if !ok {
			err = errors.New("驗(yàn)證器不存在:" + key)
			return
		}
	}
	if timeout == 0 {
		timeout = 30 * time.Second
	}
	request = &Request{
		URL:       url,
		Form:      form,
		Method:    strings.ToUpper(method),
		Headers:   headers,
		Body:      body,
		Verify:    verify,
		Timeout:   timeout,
		Debug:     debug,
		MaxCon:    maxCon,
		HTTP2:     http2,
		Keepalive: keepalive,
		Code:      code,
		Redirect:  redirect,
	}
	return
}

之后是對(duì)于對(duì)應(yīng)的響應(yīng)的封裝,結(jié)構(gòu)體定義為:

// RequestResults 請(qǐng)求結(jié)果
type RequestResults struct {
	ID            string // 消息ID
	ChanID        uint64 // 消息ID
	Time          uint64 // 請(qǐng)求時(shí)間 納秒
	IsSucceed     bool   // 是否請(qǐng)求成功
	ErrCode       int    // 錯(cuò)誤碼
	ReceivedBytes int64
}

Curl參數(shù)解析處理

對(duì)于這個(gè)模塊,本項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)的邏輯是根據(jù)一個(gè)指定的Curl的文件,對(duì)于文件中的Curl進(jìn)行解析,即可解析出對(duì)應(yīng)的Http請(qǐng)求的參數(shù),具體代碼鏈接如下

https://gitee.com/zhaobohan/stress-testing/blob/master/model/curl_model.go

客戶端模塊

Http客戶端處理

在該模塊中主要是對(duì)于Http客戶端進(jìn)行處理,對(duì)于普通請(qǐng)求和Http2.0請(qǐng)求進(jìn)行了特化處理,支持根據(jù)客戶端ID來獲取到指定的客戶端,建立映射關(guān)系

具體的核心成員為:

var (
    mutex sync.RWMutex
    // clients 客戶端
    // key 客戶端id - value 客戶端
    clients = make(map[uint64]*http.Client)
)

再具體的,對(duì)于客戶端的封裝,主要操作是,對(duì)于Client的構(gòu)造

// createLangHTTPClient 初始化長(zhǎng)連接客戶端參數(shù)
// 創(chuàng)建了一個(gè)配置了長(zhǎng)連接的 HTTP 客戶端傳輸對(duì)象
func createLangHTTPClient(request *model.Request) *http.Client {
    tr := &http.Transport{
        // 使用 net.Dialer 來建立 TCP 連接
        // Timeout 設(shè)置為 30 秒,表示如果連接在 30 秒內(nèi)沒有建立成功,則超時(shí)
        // KeepAlive 設(shè)置為 30 秒,表示連接建立后,如果 30 秒內(nèi)沒有數(shù)據(jù)傳輸,則發(fā)送一個(gè) keep-alive 探測(cè)包以保持連接
        DialContext: (&net.Dialer{
            Timeout:   30 * time.Second,
            KeepAlive: 30 * time.Second,
        }).DialContext,
        MaxIdleConns:        0,                // 最大連接數(shù),默認(rèn)0無窮大
        MaxIdleConnsPerHost: request.MaxCon,   // 對(duì)每個(gè)host的最大連接數(shù)量(MaxIdleConnsPerHost<=MaxIdleConns)
        IdleConnTimeout:     90 * time.Second, // 多長(zhǎng)時(shí)間未使用自動(dòng)關(guān)閉連接
        // InsecureSkipVerify 設(shè)置為 true,表示不驗(yàn)證服務(wù)器的 SSL 證書
        TLSClientConfig: &tls.Config{InsecureSkipVerify: true},
    }
    if request.HTTP2 {
        // 使用真實(shí)證書 驗(yàn)證證書 模擬真實(shí)請(qǐng)求
        tr = &http.Transport{
            DialContext: (&net.Dialer{
                Timeout:   30 * time.Second,
                KeepAlive: 30 * time.Second,
            }).DialContext,
            MaxIdleConns:        0,                // 最大連接數(shù),默認(rèn)0無窮大
            MaxIdleConnsPerHost: request.MaxCon,   // 對(duì)每個(gè)host的最大連接數(shù)量(MaxIdleConnsPerHost<=MaxIdleConns)
            IdleConnTimeout:     90 * time.Second, // 多長(zhǎng)時(shí)間未使用自動(dòng)關(guān)閉連接
            // 配置 TLS 客戶端設(shè)置,InsecureSkipVerify 設(shè)置為 false,表示驗(yàn)證服務(wù)器的 SSL 證書
            TLSClientConfig: &tls.Config{InsecureSkipVerify: false},
        }
        // 將 tr 配置為支持 HTTP/2 協(xié)議
        _ = http2.ConfigureTransport(tr)
    }

    client := &http.Client{
        Transport: tr,
    }

    // 禁止 HTTP 客戶端自動(dòng)重定向,而是讓客戶端在遇到重定向時(shí)停止并返回最后一個(gè)響應(yīng)
    if !request.Redirect {
        client.CheckRedirect = func(req *http.Request, via []*http.Request) error {
            return http.ErrUseLastResponse
        }
    }

???????    return client
}

https://gitee.com/zhaobohan/stress-testing/blob/master/server/client/http_client.go

Grpc客戶端處理

對(duì)于Grpc的構(gòu)造來說,主要實(shí)現(xiàn)的功能是建立連接等,這些操作是較為簡(jiǎn)單的操作,因此這里不具體講述

// GrpcSocket grpc
type GrpcSocket struct {
    conn    *grpc.ClientConn
    address string
}

conn和Address主要都是借助于兩個(gè)類的成員函數(shù)來完成,解析地址和建立連接

其余模塊可在代碼中查看,這里不進(jìn)行過多講述

https://gitee.com/zhaobohan/stress-testing/blob/master/server/client/grpc_client.go

Websocket客戶端處理

// WebSocket webSocket
type WebSocket struct {
    conn       *websocket.Conn
    URLLink    string
    URL        *url.URL
    IsSsl      bool
    HTTPHeader map[string]string
}

其余模塊可在代碼中查看,這里不進(jìn)行過多講述

https://gitee.com/zhaobohan/stress-testing/blob/master/server/client/websocket_client.go

連接處理模塊

Grpc

對(duì)于Grpc的測(cè)試,這里模擬了一個(gè)rpc調(diào)用,執(zhí)行了一個(gè)Hello World的函數(shù),之后填充相應(yīng)的數(shù)據(jù)作為請(qǐng)求的響應(yīng),最后將結(jié)果返回

// grpcRequest 請(qǐng)求
func grpcRequest(chanID uint64, ch chan<- *model.RequestResults, i uint64, request *model.Request,
    ws *client.GrpcSocket) {
    var (
        startTime = time.Now()
        isSucceed = false
        errCode   = model.HTTPOk
    )
    // 獲取連接
    conn := ws.GetConn()
    if conn == nil {
        errCode = model.RequestErr
    } else {
        c := pb.NewApiServerClient(conn)
        var (
            ctx = context.Background()
            req = &pb.Request{
                UserName: request.Body,
            }
        )
        // 發(fā)送請(qǐng)求,獲得響應(yīng)
        rsp, err := c.HelloWorld(ctx, req)
        if err != nil {
            errCode = model.RequestErr
        } else {
            // 200 為成功
            if rsp.Code != 200 {
                errCode = model.RequestErr
            } else {
                isSucceed = true
            }
        }
    }
    requestTime := uint64(helper.DiffNano(startTime))
    requestResults := &model.RequestResults{
        Time:      requestTime,
        IsSucceed: isSucceed,
        ErrCode:   errCode,
    }
    requestResults.SetID(chanID, i)
    ch <- requestResults
}

Http

對(duì)于Http的測(cè)試,效果也基本類似,原理也基本相同

// HTTP 請(qǐng)求
func HTTP(ctx context.Context, chanID uint64, ch chan<- *model.RequestResults, totalNumber uint64, wg *sync.WaitGroup,
	request *model.Request) {
	defer func() {
		wg.Done()
	}()
	for i := uint64(0); i < totalNumber; i++ {
		if ctx.Err() != nil {
			break
		}

		list := getRequestList(request)
		isSucceed, errCode, requestTime, contentLength := sendList(chanID, list)
		requestResults := &model.RequestResults{
			Time:          requestTime,
			IsSucceed:     isSucceed,
			ErrCode:       errCode,
			ReceivedBytes: contentLength,
		}
		requestResults.SetID(chanID, i)
		ch <- requestResults
	}

	return
}

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)模塊

下面來看計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)模塊

統(tǒng)計(jì)原理

這里需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)有以下:

耗時(shí)、并發(fā)數(shù)、成功數(shù)、失敗數(shù)、qps、最長(zhǎng)耗時(shí)、最短耗時(shí)、平均耗時(shí)、下載字節(jié)、字節(jié)每秒、狀態(tài)碼

其中這里需要注意的,計(jì)算的數(shù)據(jù)有QPS,其他基本都可以經(jīng)過簡(jiǎn)單的計(jì)算得出

那QPS該如何進(jìn)行計(jì)算呢?這里來這樣進(jìn)行計(jì)算:

QPS = 服務(wù)器每秒鐘處理請(qǐng)求數(shù)量 (req/sec 請(qǐng)求數(shù)/秒)

定義:?jiǎn)蝹€(gè)協(xié)程耗時(shí)T, 所有協(xié)程壓測(cè)總時(shí)間 sumT,協(xié)程數(shù) n

如果:只有一個(gè)協(xié)程,假設(shè)接口耗時(shí)為 2毫秒,每個(gè)協(xié)程請(qǐng)求了10次接口,每個(gè)協(xié)程耗總耗時(shí)210=20毫秒,sumT=20

QPS = 10/201000=500

如果:只有十個(gè)協(xié)程,假設(shè)接口耗時(shí)為 2毫秒,每個(gè)協(xié)程請(qǐng)求了10次接口,每個(gè)協(xié)程耗總耗時(shí)210=20毫秒,sumT=2010=200

QPS = 100/(200/10)*1000=5000

上訴兩個(gè)示例現(xiàn)實(shí)中總耗時(shí)都是20毫秒,示例二 請(qǐng)求了100次接口,QPS應(yīng)該為 示例一 的10倍,所以示例二的實(shí)際總QPS為5000

除以協(xié)程數(shù)的意義是,sumT是所有協(xié)程耗時(shí)總和

實(shí)現(xiàn)過程

這個(gè)模塊主要是定時(shí)進(jìn)行一個(gè)統(tǒng)計(jì)壓測(cè)的結(jié)論并進(jìn)行打印的工作,依賴的函數(shù)是

// calculateData 計(jì)算數(shù)據(jù)
func calculateData(concurrent, processingTime, requestTime, maxTime, minTime, successNum, failureNum uint64,
	chanIDLen int, errCode *sync.Map, receivedBytes int64) {
	if processingTime == 0 {
		processingTime = 1
	}
	var (
		qps              float64
		averageTime      float64
		maxTimeFloat     float64
		minTimeFloat     float64
		requestTimeFloat float64
	)
	// 平均 QPS 成功數(shù)*總協(xié)程數(shù)/總耗時(shí) (每秒)
	if processingTime != 0 {
		qps = float64(successNum*concurrent) * (1e9 / float64(processingTime))
	}
	// 平均時(shí)長(zhǎng) 總耗時(shí)/總請(qǐng)求數(shù)/并發(fā)數(shù) 納秒=>毫秒
	if successNum != 0 && concurrent != 0 {
		averageTime = float64(processingTime) / float64(successNum*1e6)
	}
	// 納秒=>毫秒
	maxTimeFloat = float64(maxTime) / 1e6
	minTimeFloat = float64(minTime) / 1e6
	requestTimeFloat = float64(requestTime) / 1e9
	// 打印的時(shí)長(zhǎng)都為毫秒
	table(successNum, failureNum, errCode, qps, averageTime, maxTimeFloat, minTimeFloat, requestTimeFloat, chanIDLen,
		receivedBytes)
}

以上就是基于Go語言實(shí)現(xiàn)一個(gè)壓測(cè)工具的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Go壓測(cè)工具的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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