HTTP性能测试工具wrk安装及使用

wrk 是一个很简单的 http 性能测试工具，没有Load Runner那么复杂，他和 apache benchmark（ab）同属于HTTP性能测试工具，但是比 ab 功能更加强大，并且可以支持lua脚本来创建复杂的测试场景。

wrk 的一个很好的特性就是能用很少的线程压出很大的并发量，原因是它使用了一些操作系统特定的高性能 io 机制, 比如 select, epoll, kqueue 等.

wrk 是开源的, 代码在 github 上. https://github.com/wg/wrk

安装

wrk 支持大多数类 UNIX 系统，不支持 windows。需要操作系统支持LuaJIT 和 OpenSSL，不过不用担心，大多数类 Unix 系统都支持。安装 wrk 非常简单，只要从 github 上下载 wrk 源码，在项目路径下执行 make 命令即可。

Unbuntu/Debian下的安装

sudo apt-get install build-essential libssl-dev git -y
git clone https://github.com/wg/wrk.git wrk
cd wrk
make
# 把生成的wrk移到一个PATH目录下面, 比如
sudo cp wrk /usr/local/bin

CentOs/RedHat/Fedora 下的安装

sudo yum groupinstall 'Development Tools'
sudo yum install openssl-devel
sudo yum install git
git clone https://github.com/wg/wrk.git wrk
cd wrk
make
# 把生成的 wrk 移到一个 PATH 目录下面, 比如
sudo cp wrk /usr/local/bin

mac 下快捷安装

brew install wrk

基本使用

wrk -t12 -c400 -d30s http://127.0.0.1:8080/index.html

使用 12 个线程运行 30 秒, 400 个 http 并发

命令行选项

使用方法: wrk <选项> <被测HTTP服务的URL>
  Options:
    -c, --connections <N>  跟服务器建立并保持的 TCP 连接数量
    -d, --duration    <T>  压测时间
    -t, --threads     <N>  使用多少个线程进行压测
    -s, --script      <S>  指定 Lua 脚本路径
    -H, --header      <H>  为每一个 HTTP 请求添加 HTTP 头
        --latency          在压测结束后，打印延迟统计信息
        --timeout     <T>  超时时间
    -v, --version          打印正在使用的 wrk 的详细版本信息

  <N>代表数字参数，支持国际单位 (1k, 1M, 1G)
  <T>代表时间参数，支持时间单位 (2s, 2m, 2h)

做一次简单压测，分析下结果

wrk -t8 -c200 -d30s --latency  "http://www.bing.com"

输出：
Running 30s test @ http://www.bing.com
  8 threads and 200 connections
  Thread Stats   Avg      Stdev     Max   +/- Stdev
    Latency    46.67ms  215.38ms   1.67s    95.59%
    Req/Sec     7.91k     1.15k   10.26k    70.77%
  Latency Distribution
     50%    2.93ms
     75%    3.78ms
     90%    4.73ms
     99%    1.35s
  1790465 requests in 30.01s, 684.08MB read
Requests/sec:  59658.29
Transfer/sec:     22.79MB

以上使用 8 个线程 200 个连接，对 bing 首页进行了 30 秒的压测，并要求在压测结果中输出响应延迟信息。以下对压测结果进行简单注释：

Running 30s test @ http://www.bing.com （压测时间30s）
  8 threads and 200 connections （共8个测试线程，200个连接）
  Thread Stats   Avg      Stdev     Max   +/- Stdev
              （平均值） （标准差）（最大值）（正负一个标准差所占比例）
    Latency    46.67ms  215.38ms   1.67s    95.59%
    （延迟）
    Req/Sec     7.91k     1.15k   10.26k    70.77%
    （处理中的请求数）
  Latency Distribution （延迟分布）
     50%    2.93ms
     75%    3.78ms
     90%    4.73ms
     99%    1.35s （99分位的延迟）
  1790465 requests in 30.01s, 684.08MB read （30.01秒内共处理完成了1790465个请求，读取了684.08MB数据）
Requests/sec:  59658.29 （平均每秒处理完成59658.29个请求）
Transfer/sec:     22.79MB （平均每秒读取数据22.79MB）

可以看到，wrk 使用方便，结果清晰。并且因为非阻塞 IO 的使用，可以在普通的测试机上创建出大量的连接，从而达到较好的压测效果。

lua脚本压测

在基本压测中, 每次发送的请求都是一样的,很多时候我们压测的请求体是每个请求都不一样, 这时候就要写lua基本来压测

使用 POST 方法压测

wrk.method = "POST"
wrk.body   = "foo=bar&baz=quux"
wrk.headers["Content-Type"] = "application/x-www-form-urlencoded"

wrk -t2 -d30s -c1k -s xxx.lua http://192.168.17.1/

每个 request 的参数都不一样

request = function()
   uid = math.random(1, 10000000)
   path = "/test?uid=" .. uid
   return wrk.format(nil, path)
end

解释一下 wrk.format 这个函数

wrk.format 这个函数的作用,根据参数和全局变量 wrk 生成一个 http 请求
函数签名: function wrk.format(method, path, headers, body)
method:http方法,比如GET/POST等
path: url上的路径(含函数)
headers: http header
body: http body

每个线程先登录然后压测

token = nil
path  = "/authenticate"

request = function()
   return wrk.format("GET", path)
end

response = function(status, headers, body)
   if not token and status == 200 then
      token = headers["X-Token"]
      path  = "/resource"
      wrk.headers["X-Token"] = token
   end
end

发送 json

request = function()
    local headers = { }
    headers['Content-Type'] = "application/json"
    body = {
        mobile={"1533899828"},
        params={code=math.random(1000,9999)}
    }

    local cjson = require("cjson")
    body_str = cjson.encode(body)
    return wrk.format('POST', nil, headers, body_str)
end

wrk lua脚本说明

启动阶段

function setup(thread)
在脚本文件中实现setup方法，wrk就会在测试线程已经初始化但还没有启动的时候调用该方法。wrk会为每一个测试线程调用一次setup方法，并传入代表测试线程的对象thread作为参数。setup方法中可操作该thread对象，获取信息、存储信息、甚至关闭该线程。
-- thread提供了1个属性，3个方法
-- thread.addr 设置请求需要打到的ip
-- thread:get(name) 获取线程全局变量
-- thread:set(name, value) 设置线程全局变量
-- thread:stop() 终止线程

运行阶段

function init(args)
-- 每个线程仅调用1次，args 用于获取命令行中传入的参数, 例如 --env=pre

function delay()
-- 每次请求调用1次，发送下一个请求之前的延迟, 单位为ms

function request()
-- 每次请求调用1次，返回http请求

function response(status, headers, body)
-- 每次请求调用1次，返回 http 响应

结束阶段

function done(summary, latency, requests)

latency.min              -- minimum value seen
latency.max              -- maximum value seen
latency.mean             -- average value seen
latency.stdev            -- standard deviation
latency:percentile(99.0) -- 99th percentile value
latency(i)               -- raw value and count

summary = {
  duration = N,  -- run duration in microseconds
  requests = N,  -- total completed requests
  bytes    = N,  -- total bytes received
  errors   = {
    connect = N, -- total socket connection errors
    read    = N, -- total socket read errors
    write   = N, -- total socket write errors
    status  = N, -- total HTTP status codes > 399
    timeout = N  -- total request timeouts
  }
}

线程变量

wrk = {
    scheme  = "http",
    host    = "localhost",
    port    = nil,
    method  = "GET",
    path    = "/",
    headers = {},
    body    = nil,
    thread  = <userdata>,
}

-- 生成整个request的string，例如：返回
-- GET / HTTP/1.1
-- Host: tool.lu
function wrk.format(method, path, headers, body)
-- method: http方法, 如GET/POST/DELETE 等
-- path:   url的路径, 如 /index, /index?a=b&c=d
-- headers: 一个header的table
-- body:    一个http body, 字符串类型

-- 获取域名的IP和端口，返回table，例如：返回 `{127.0.0.1:80}`
function wrk.lookup(host, service)
-- host:一个主机名或者地址串(IPv4的点分十进制串或者IPv6的16进制串)
-- service：服务名可以是十进制的端口号，也可以是已定义的服务名称，如ftp、http等

-- 判断addr是否能连接，例如：`127.0.0.1:80`，返回 true 或 false
function wrk.connect(addr)