ab命令压力测试

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。

ab的原理

ab是apachebench命令的缩写。

ab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。

ab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。

ab的安装

ab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
/usr/bin/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
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1874286 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

如果ab安装成功，通过 ab –V 命令则会显示ab的相迎版本。

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
ab: wrong number of arguments
Usage: ab [options] [http://]hostname[:port]/path
Options are:
    -n requests     Number of requests to perform
    -c concurrency  Number of multiple requests to make at a time
    -t timelimit    Seconds to max. to spend on benchmarking
                    This implies -n 50000
    -s timeout      Seconds to max. wait for each response
                    Default is 30 seconds
    -b windowsize   Size of TCP send/receive buffer, in bytes
    -B address      Address to bind to when making outgoing connections
    -p postfile     File containing data to POST. Remember also to set -T
    -u putfile      File containing data to PUT. Remember also to set -T
    -T content-type Content-type header to use for POST/PUT data, eg.
                    'application/x-www-form-urlencoded'
                    Default is 'text/plain'
    -v verbosity    How much troubleshooting info to print
    -w              Print out results in HTML tables
    -i              Use HEAD instead of GET
    -x attributes   String to insert as table attributes
    -y attributes   String to insert as tr attributes
    -z attributes   String to insert as td or th attributes
    -C attribute    Add cookie, eg. 'Apache=1234'. (repeatable)
    -H attribute    Add Arbitrary header line, eg. 'Accept-Encoding: gzip'
                    Inserted after all normal header lines. (repeatable)
    -A attribute    Add Basic WWW Authentication, the attributes
                    are a colon separated username and password.
    -P attribute    Add Basic Proxy Authentication, the attributes
                    are a colon separated username and password.
    -X proxy:port   Proxyserver and port number to use
    -V              Print version number and exit
    -k              Use HTTP KeepAlive feature
    -d              Do not show percentiles served table.
    -S              Do not show confidence estimators and warnings.
    -q              Do not show progress when doing more than 150 requests
    -l              Accept variable document length (use this for dynamic pages)
    -g filename     Output collected data to gnuplot format file.
    -e filename     Output CSV file with percentages served
    -r              Don't exit on socket receive errors.
    -m method       Method name
    -h              Display usage information (this message)

下面我们对这些参数，进行相关说明。如下：

选项	描述
-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<table>属性的字符串。
-X	对请求使用代理服务器。
-y	设置<tr>属性的字符串。
-z	设置<td>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。
-i	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。

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：

   1. 吞吐率和并发用户数相关
   2. 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

ab实际使用

ab的命令参数比较多，我们经常使用的是-c和-n参数。

下面我们就实际进行操作下

$ ab -c 10 -n 100 http://www.baidu.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1874286 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.baidu.com (be patient).....done


Server Software:        BWS/1.1
Server Hostname:        www.baidu.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        347961 bytes

Concurrency Level:      10
Time taken for tests:   4.771 seconds
Complete requests:      100
Failed requests:        97
   (Connect: 0, Receive: 0, Length: 97, Exceptions: 0)
Total transferred:      34933333 bytes
HTML transferred:       34811246 bytes
Requests per second:    20.96 [#/sec] (mean)
Time per request:       477.127 [ms] (mean)
Time per request:       47.713 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          7150.00 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:       36   44   5.5     43      66
Processing:   181  396  65.9    399     589
Waiting:       39   91  48.2     85     330
Total:        223  440  66.3    443     629

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    443
  66%    462
  75%    469
  80%    475
  90%    509
  95%    551
  98%    608
  99%    629
 100%    629 (longest request)

-c 10 表示并发用户数为10

`-n100 表示请求总数为100

http://www.baidu.com/ 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。

测试结果也一目了然，apache测试出的吞吐率为：Requests per second: 20.96 [#/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 the 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。

测试京东性能

$ ab -c 10 -n 100 http://www.jd.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1874286 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.jd.com (be patient).....done


Server Software:        nginx
Server Hostname:        www.jd.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        138 bytes

Concurrency Level:      10
Time taken for tests:   1.734 seconds
Complete requests:      100
Failed requests:        0
Non-2xx responses:      100
Total transferred:      42300 bytes
HTML transferred:       13800 bytes
Requests per second:    57.66 [#/sec] (mean)
Time per request:       173.433 [ms] (mean)
Time per request:       17.343 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          23.82 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:       13   17   2.8     16      23
Processing:    15  146  30.4    150     189
Waiting:       15   88  44.5     91     182
Total:         29  163  30.8    168     206

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    168
  66%    176
  75%    179
  80%    182
  90%    189
  95%    195
  98%    204
  99%    206
 100%    206 (longest request)

通过上图，测试结果也一目了然，京东测试出的吞吐率为：Requests per second:57.66 [#/sec] (mean)