如何使用ab工具對(duì)服務(wù)器進(jìn)行API壓力測(cè)試

本篇文章為大家展示了如何使用ab工具對(duì)服務(wù)器進(jìn)行API壓力測(cè)試，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過(guò)這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

1 系統(tǒng)吞吐量的簡(jiǎn)單介紹

一個(gè)系統(tǒng)的吞度量（承壓能力）與request對(duì)CPU的消耗、外部接口、IO等等緊密關(guān)聯(lián)。

單個(gè)reqeust 對(duì)CPU消耗越高，外部系統(tǒng)接口、IO影響速度越慢，系統(tǒng)吞吐能力越低，反之越高。

系統(tǒng)吞吐量幾個(gè)重要參數(shù)：TPS、并發(fā)數(shù)、響應(yīng)時(shí)間

• TPS：每秒鐘處理的事務(wù)數(shù)量

• 并發(fā)量： 系統(tǒng)同時(shí)處理請(qǐng)求數(shù)(事務(wù)數(shù))

• 響應(yīng)時(shí)間： 一般取平均響應(yīng)時(shí)間

TPS= 并發(fā)量/平均響應(yīng)時(shí)間

這里因?yàn)檎f(shuō)的事務(wù)如果是單一接口請(qǐng)求，我們也可以認(rèn)為T(mén)PS即為QPS。

下面舉例說(shuō)明：

比如3000個(gè)用戶(并發(fā)量)同時(shí)訪問(wèn)待測(cè)試接口，在用戶端統(tǒng)計(jì)，3000個(gè)用戶平均得到響應(yīng)的時(shí)間為1188.538ms。所以TPS=3000/1.188538s= 2524.11 q/s。

我們就可以這樣描述本次測(cè)試，在3000個(gè)并發(fā)量的情況下，TPS為2524.11，平均響應(yīng)事件為1188.538ms

Tps：在實(shí)際測(cè)試中表現(xiàn)為：

一個(gè)系統(tǒng)吞吐量通常由TPS、并發(fā)數(shù)兩個(gè)因素決定，每套系統(tǒng)這兩個(gè)值都有一個(gè)相對(duì)極限值，在應(yīng)用場(chǎng)景訪問(wèn)壓力下，只要某一項(xiàng)達(dá) 到系統(tǒng)最高值，系統(tǒng)的吞吐量就上不去了，如果壓力繼續(xù)增大，系統(tǒng)的吞吐量反而會(huì)下降，原因是系統(tǒng)超負(fù)荷工作，上下文切換、內(nèi)存等等其它消耗導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。

實(shí)際表現(xiàn)為tps即先上升后下降，我們需要找到性能拐點(diǎn)。并得到限制瓶頸。

2 測(cè)試方法

參考文獻(xiàn)（詳細(xì)輸出說(shuō)明）：

http://kemok4.com/article/231492.htm

2.1 客戶端測(cè)試工具

我們采用apacheBench 工具進(jìn)行測(cè)試。

ubuntu安裝ab：

sudo apt-get install apache2-utils

linux默認(rèn)登錄端口只能打開(kāi)1024個(gè)文件，因?yàn)樵趌inux一切皆文件，所以ab并發(fā)數(shù)受到整個(gè)打開(kāi)文件數(shù)的限制，需要使用ulimit -n 10000(打開(kāi)文件數(shù))進(jìn)行修改后才能支持較大的并發(fā)。本人測(cè)試修改到15000。

2.1.1 GET方法

ab -n 100 -c 100 https://www.baidu.com/index.html

-n:請(qǐng)求 總數(shù)

-c:并發(fā)用戶數(shù).

-url：待測(cè)api。

當(dāng)測(cè)試發(fā)起請(qǐng)求數(shù)量較少，完成較快，無(wú)中間過(guò)程顯示。在請(qǐng)求數(shù)量很多時(shí)會(huì)分行顯示當(dāng)前完成數(shù)量。

2.1.2 POST方法

ab -n 10 -c 1 -T 'application/x-www-form-urlencoded'  -H "Authorization:Bearer 2393d8db9b9d7f4b9d1570cc8776bca69b421b62"  -p ./post http://172.28.28.17:3017/oauth3/token

• -H:可以設(shè)置響應(yīng)header

• -T: Post http header類(lèi)型 默認(rèn)為text/plain

• -P:Post body內(nèi)容， ab要求寫(xiě)在文件中，-p后跟文件目錄，文件內(nèi)容如name=hello&password=1234

2.1.3 測(cè)試結(jié)果解讀

來(lái)份ab的測(cè)試輸出：

ab -n 10 -c 2 上圖結(jié)果為總請(qǐng)求10 并發(fā)為2的結(jié)果

我們主要關(guān)注的輸出信息為：

• Concurrency Level: 10 //并發(fā)級(jí)別，也就是并發(fā)數(shù)，請(qǐng)求中－c參數(shù)指定的數(shù)量

• Time taken for tests: 1.093 seconds //本次測(cè)試總共花費(fèi)的時(shí)間

• Complete requests: 100 //本次測(cè)試總共發(fā)起的請(qǐng)求數(shù)量

• Failed requests: 0 //失敗的請(qǐng)求數(shù)量。因網(wǎng)絡(luò)原因或服務(wù)器性能原因，發(fā)起的請(qǐng)求并不一定全部成功，通過(guò)該數(shù)值和Complete requests相除可以計(jì)算請(qǐng)求的失敗率，作為測(cè)試結(jié)果的重要參考。

• Total transferred: 103314 bytes //總共傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，指的是ab從被測(cè)服務(wù)器接收到的總數(shù)據(jù)量，包括index.html的文本內(nèi)容和請(qǐng)求頭信息。

• Requests per second: 91.50 [#/sec] (mean) //平均(mean)每秒完成的請(qǐng)求數(shù)：QPS，這是一個(gè)平均值，等于Complete requests/Time taken for tests=100/1.093=91.50

• Time per request: 109.287 [ms] (mean) //從用戶角度看，完成一個(gè)請(qǐng)求所需要的時(shí)間（因用戶數(shù)量不止一個(gè)，服務(wù)器完成10個(gè)請(qǐng)求，平均每個(gè)用戶才接收到一個(gè)完整的返回，所以該值是下一項(xiàng)數(shù)值的10倍。）

• Time per request: 10.929 [ms] (mean, across all concurrent requests)// 服務(wù)器完成一個(gè)請(qǐng)求的時(shí)間。

• Transfer rate: 92.32 [Kbytes/sec] received 　//網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。對(duì)于大文件的請(qǐng)求測(cè)試，這個(gè)值很容易成為系統(tǒng)瓶頸所在。要確定該值是不是瓶頸，需要了解客戶端和被測(cè)服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)情況，包括網(wǎng)絡(luò)帶寬和網(wǎng)卡速度等信息。

其中我們最為關(guān)注的為Requests per second: 即tps。我們將它最為服務(wù)器性能最為重要的指標(biāo)。

2.2服務(wù)器端檢測(cè)方法

可以通過(guò) iftop命令和nethogs -d 對(duì)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行檢測(cè)。

可以通過(guò)iptables命令監(jiān)控服務(wù)器端口流量。

可以通過(guò) top | grep “node” 對(duì)內(nèi)存和cpu進(jìn)行判斷。

對(duì)云上測(cè)試 可以使用云主機(jī)后臺(tái)，但后臺(tái)參數(shù)是分鐘級(jí)后的平均值。

感覺(jué)好像這樣測(cè)優(yōu)點(diǎn)蠢

3 實(shí)際測(cè)試

使用apacheBench 可以使用編寫(xiě)shell腳本進(jìn)行多次測(cè)試。可以將待測(cè)api 放入api數(shù)組并修改循環(huán)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)一次測(cè)試多個(gè)api并生成關(guān)鍵參數(shù)xls文件?，F(xiàn)在看來(lái)還是原來(lái)太天真才會(huì)有這種想法。

3.1 shell腳本

使用說(shuō)明：a 是請(qǐng)求總數(shù) ，b是并發(fā)用戶數(shù)一一對(duì)應(yīng),即a[0]對(duì)應(yīng)b[0],傳入?yún)?shù)第一個(gè)是待測(cè)api服務(wù)器地址，第二個(gè)是api所需參數(shù)。api設(shè)置在api數(shù)組中。添加多個(gè)api 或同意api多組測(cè)試請(qǐng)修改循環(huán)計(jì)數(shù)。

echo "you maybe use this sh like:"$0" serverIP userParam"
a=(1000 2000 4000 6000 7000)#待測(cè)請(qǐng)求總數(shù)
b=(50 100 200 300 400)#并發(fā)用戶數(shù)
runTime=$(date +%Y%m%d%H%M%S)

if [ -z "$1"]
then
	serverip="http://127.0.0.1"
else
	serverip=$1
fi

if [ -z "$2"]
then
	param="deviceid=XXX&bindingplatform=XXX&bindingid=XXX"
else
	param=$2
fi

filename=${runTime}"-test.log"
touch filename

#api=('XXX'${param} 'XXX'${param} '/users/account')
api=('XXX'${param})
echo "********webserver test info*************"
echo "testTime :"$(date) 
echo "LogName  :"${filename}
echo "serverIP :"${serverip}
echo "userparam:"${param}
echo "********webserver test info*************" 
#echo ${filename}

for j in {0..0}#待測(cè)api個(gè)數(shù) 即api數(shù)組數(shù)
do
	echo "API test:"${serverip}${api[j]}
	for i in {0..4}#待測(cè)api測(cè)試次數(shù) 5次也就是對(duì)應(yīng)a b數(shù)組有個(gè)五個(gè)值
	do
		ab -r -k -n ${a[i]} -c ${b[i]} -C ${param} ${serverip}${api[j]} | grep -e"Document Path:" -e "Complete requests:" -e "Concurrency Level:" -e"Failed requests:" -e"Time taken for tests:" -e "Requests per second:" -e "Time per request" -e"Total transferred: " >> ${filename}
	done
done
sed -i 's/^.\{24\}//g' ${filename}# 按照時(shí)間生成txt文件 并按上面的參數(shù)進(jìn)行提取。
export LD_LIBRARY_PATH=
./change ${filename} ${runTime}"report.xls"#chang 函數(shù)功能是將txt中關(guān)鍵數(shù)據(jù)變成xls文件。
rm ${filename}

3.2 C++提取程序：使用了libxl.h

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "libxl.h"
using namespace std;
using namespace libxl;
int main(int agrc, char *argc[])
{

	//cout << "helloworld" << endl;
	fstream f;
	ifstream ifile(argc[1]);
	string temp;
	int i = 0, j=1, k = 0;

	Book* book = xlCreateBook();//創(chuàng)建一個(gè)二進(jìn)制格式的XLS（Execl97-03）的實(shí)例,在使用前必須先調(diào)用這個(gè)函數(shù)創(chuàng)建操作excel的對(duì)象
	//book->setKey(......);//如果購(gòu)買(mǎi)了該庫(kù)，則設(shè)置相應(yīng)的key，若沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)，則不用這行
	if (book)//是否創(chuàng)建實(shí)例成功
	{

		Sheet* sheet = book->addSheet("Sheet1");//添加一個(gè)工作表
		
		for(i=0;i<30;i++)
		{
			for(j=0;j<10;j++){
				sheet->setCol(i, j, 20);//設(shè)置列寬，格式等
			}
		}
		i=0;
		j=1;
		
		if (sheet)
		{
			sheet->writeStr(j, 0, "API");
			sheet->writeStr(j, 1, "Concurrency Level");
			sheet->writeStr(j, 2, "Time taken for tests");
			sheet->writeStr(j, 3, "Complete requests");
			sheet->writeStr(j, 4, "Failed requests");
			sheet->writeStr(j, 5, "Total transferred");
			sheet->writeStr(j, 6, "Requests per second");
			sheet->writeStr(j, 7, "Time per reques(user)");
			sheet->writeStr(j, 8, "Time per reques(server)");
			j++;
			while (getline(ifile, temp))
			{
				if (temp[0] == '/'){
					f << temp << " ";
					sheet->writeStr(j, i, temp.c_str());
				}
				else if (temp.find('[') != string::npos){
	
					f << temp.substr(0, temp.find('[') - 1) << " ";
					sheet->writeStr(j, i, temp.substr(0, temp.find('[') - 1).c_str());
				}
				else if (temp.find('b') != string::npos){
	
					f << temp.substr(0, temp.find('b') - 1) << " ";
					sheet->writeStr(j, i, temp.substr(0, temp.find('b') - 1).c_str());
				}
				else if (temp.find('s') != string::npos){
					sheet->writeStr(j, i, temp.substr(0, temp.find('s') - 1).c_str());
					f << temp.substr(0, temp.find('s') - 1) << " ";
				}
				else{
					sheet->writeStr(j, i, temp.c_str());
					f << temp << " ";
				}
				i++;
				if (i == 9){
					f << " " << endl;
					i = 0;
					j++;
				}
			}
			ifile.close();
		}
		if (book->save(argc[2]))//保存到example.xls
		{
			//.....
		}
		else
		{
			std::cout << book->errorMessage() << std::endl;
		}
		book->release();}
	return 0;
}

4 測(cè)試中遇到一些問(wèn)題

在用云主機(jī)時(shí)要注意一下云主機(jī)帶寬的問(wèn)題，小水管很可能成為瓶頸。

ab軟件中Total transferred 與端口流量有差距。端口流量大于Total transferred，猜測(cè)是有封包的因素。所以不能把Total transferred作為服務(wù)器消耗的流量來(lái)處理，用于計(jì)算云上某些按流量消耗的服務(wù)。

上述內(nèi)容就是如何使用ab工具對(duì)服務(wù)器進(jìn)行API壓力測(cè)試，你們學(xué)到知識(shí)或技能了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。