webbench源码分析

2016/05/28 09:59
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Webbench是一个在linux下使用的网站压测工具。它使用fork()模拟多个客户端同时访问我们设定的URL,测试网站在压力下工作的性能,最多可以模拟3万个并发连接去测试网站的负载能力。源码加起来不到600行。

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代码虽然不多,但是功能非常实用,通过阅读该代码对于学习linux下的socket, fork机制以及命令行参数解析都很有帮助。下面是我阅读该代码记录的笔记。

源码文件就两个,一是socket.c,处理socket连接。很简单,代码如下:

/* getopt_long用来处理命令行参数, 前两个参数就是main函数传过来的argc,argv。第三个参数 optstring是一个字符串,表示可以接受的参数。例如,"a:b:cd",表示可以接受的参数是a,b,c,d,其中,a和b参数带冒号,表示后面跟有更多的参数值。(例如:-a host -b name)

比如这个代码里,表示webbench命令可以支持-9,-f -t等命令,其中-p, -c参数后面必须带有参数值,像-p 9000这样。 */

while((opt=getopt_long(argc,argv,"912Vfrt:p:c:?h",long_options,&options_index))!=EOF ) { switch(opt) { case 0 : break; case 'f': force=1;break; case 'r': force_reload=1;break; case '9': http10=0;break; case '1': http10=1;break; case '2': http10=2;break; case 'V': printf(PROGRAM_VERSION"\n");exit(0); case 't': benchtime=atoi(optarg);break; //optarg表示命令后的参数,例如-c 100,optarg为100。 case 'p': /* proxy server parsing server:port / / 找一个字符c在另一个字符串str中末次出现的位置(也就是从str的右侧开始查找字符c首次出现的位置), 并返回从字符串中的这个位置起,一直到字符串结束的所有字符。如果未能找到指定字符,那么函数将返回NULL。

     如果一个选项带参数,比如-p 192.168.0.1:9800, optarg会指向它的参数,也就是"192.168.0.1:9800"
     那么这种情况下,proxyhost就是192.168.0.1, proxyport就是9800

     */
     tmp=strrchr(optarg,':');
     proxyhost=optarg;
     if(tmp==NULL)
     {
         break;
     }
     if(tmp==optarg)
     {
         fprintf(stderr,"Error in option --proxy %s: Missing hostname.\n",optarg);
         return 2;
     }
     if(tmp==optarg+strlen(optarg)-1)
     {
         printf("tmp: %s\n", tmp);
         fprintf(stderr,"Error in option --proxy %s Port number is missing.\n",optarg);
         return 2;
     }
     *tmp='\0';
     proxyport=atoi(tmp+1);break;

case ':': case 'h': case '?': usage();return 2;break; case 'c': clients=atoi(optarg);break; } }

/*

这一句初看有点难理解,其实是这样的:

getopt_long先将argv中非option的参数移到argv后端,这就可以让option变成位置无关的,optind初值为1,getopt会渐进遍历argv, 每次调用后都会让optind指向下一个option在argv中索引,每次optind移动多少取决于optstring:

  1. 遇到"x",选项不带参数,optind += 1
  2. 遇到“x:”,带参数的选项,optarg = argv[optind + 1], optind += 2 如果一切顺利,最后optind应该指向第一个非option参数,如果optind >= argc,说明没有已经没有参数了

如果带url,比如这样的, webbench -c 30 http://www.baidu.com/ 那么,optind=3, argc=4,然后optind指向就是url的索引. */ if(optind==argc) { fprintf(stderr,"webbench: Missing URL!\n"); usage(); return 2; }

if(clients==0) clients=1; if(benchtime==0) benchtime=60; /* Copyright */ fprintf(stderr,"Webbench - Simple Web Benchmark "PROGRAM_VERSION"\n" "Copyright (c) Radim Kolar 1997-2004, GPL Open Source Software.\n" );

build_request(argv[optind]);

build_request用于组织http请求,

//创建http连接请求 void build_request(const char *url) { char tmp[10] = {0}; int i;

printf("url:%s\n", url);

bzero(host,MAXHOSTNAMELEN); bzero(request,REQUEST_SIZE);

//指当使用了缓存和代理,最低要使用http1.0协议。0.9版本,没有代理这个概念,也没有缓存概念?? //force_reload为1表示没有缓存 if(force_reload && proxyhost!=NULL && http10<1) http10=1; if(method==METHOD_HEAD && http10<1) http10=1; if(method==METHOD_OPTIONS && http10<2) http10=2; if(method==METHOD_TRACE && http10<2) http10=2;

printf("method:%d\n", method);

switch(method) { default: case METHOD_GET: strcpy(request,"GET");break; case METHOD_HEAD: strcpy(request,"HEAD");break; case METHOD_OPTIONS: strcpy(request,"OPTIONS");break; case METHOD_TRACE: strcpy(request,"TRACE");break; }

strcat(request," ");

printf("request:%s\n", request);

//strstr(str1,str2) 函数用于判断字符串str2是否是str1的子串

if(NULL==strstr(url,"://")) { fprintf(stderr, "\n%s: is not a valid URL.\n",url); exit(2); } if(strlen(url)>1500) { fprintf(stderr,"URL is too long.\n"); exit(2); }

/* 如果参数中没有指明端口,则用80, 80端口是为HTTP(HyperText Transport Protocol)即超文本传输协议开放的,此为上网冲浪使用次数最多的协议, 主要用于WWW(World Wide Web)即万维网传输信息的协议。可以通过HTTP地址(即常说的“网址”)加“:80”来访问网站, 因为浏览网页服务默认的端口号都是80,因此只需输入网址即可,不用输入“:80”了。

当然也可以指明端口,比如这样:

webbench -c 30 http://www.baidu.com:9800/ / if(proxyhost==NULL) { / get port from hostname */ if(index(url+i,':')!=NULL && index(url+i,':')<index(url+i,'/')) { strncpy(host,url+i,strchr(url+i,':')-url-i); bzero(tmp,10); strncpy(tmp,index(url+i,':')+1,strchr(url+i,'/')-index(url+i,':')-1); printf("tmp=%s\n",tmp); proxyport=atoi(tmp); if(proxyport==0) proxyport=80; } else { //strcspn返回第一个出现的字符在s1中的下标值,亦即在s1中出现而s2中没有出现的子串的长度 strncpy(host,url+i,strcspn(url+i,"/")); }

        printf("Host=%s\n",host);
       strcat(request+strlen(request),url+i+strcspn(url+i,"/"));
    printf("request=%s\n",request);

} else { printf("ProxyHost=%s\nProxyPort=%d\n",proxyhost,proxyport); strcat(request,url); printf("request=%s\n",request); } build_request函数还涉及到一个问题,就是http请求的协议,这里不多讲,只说明它的基本格式:

  • request line
  • headers
  • blank line
  • request-body

接下来是bench函数,通过fork创建多个子进程不断的”攻击”目标地址。

/* vraci system rc error kod */ static int bench(void) { int i,j,k;
pid_t pid=0; FILE *f;

printf("bench.....\n");

/* check avaibility of target server */ i=Socket(proxyhost==NULL?host:proxyhost,proxyport); if(i<0) { fprintf(stderr,"\nConnect to server failed. Aborting benchmark.\n"); return 1; } close(i);

/* create pipe / / 定义函数: int pipe(int filedes[2]); 3) 函数说明: pipe()会建立管道,并将文件描述词由参数filedes数组返回。 filedes[0]为管道里的读取端 filedes[1]则为管道的写入端 */ if(pipe(mypipe)) { perror("pipe failed."); return 3; }

/* not needed, since we have alarm() in childrens / / wait 4 next system clock tick / / cas=time(NULL); while(time(NULL)==cas) sched_yield(); */

/* fork childs */

for(i=0;i<clients;i++) { pid=fork(); if(pid <= (pid_t) 0) { /* child process or error*/ ////这段代码目的是生成子进程,当fork后有2个进程执行。当fork出错或者fork后执行到子进程,就sleep(1),让出CPU,让父进程占用CPU继续执行for循环,fork生成子进程。 sleep(1); /* make childs faster */ break; } }

if( pid< (pid_t) 0) { fprintf(stderr,"problems forking worker no. %d\n",i); perror("fork failed."); return 3; }

if(pid== (pid_t) 0) { /* I am a child */ //子进程向管道写数据,发送结果 if(proxyhost==NULL) benchcore(host,proxyport,request); else benchcore(proxyhost,proxyport,request);

     /* write results to pipe */
 f=fdopen(mypipe[1],"w");
 if(f==NULL)
 {
     perror("open pipe for writing failed.");
     return 3;
 }
 /* fprintf(stderr,"Child - %d %d\n",speed,failed); */
 fprintf(f,"%d %d %d\n",speed,failed,bytes);
 fclose(f);
 return 0;

} else { /* I am the father */ //父进程从管道读数据,显示结果 f=fdopen(mypipe[0],"r"); if(f==NULL) { perror("open pipe for reading failed."); return 3; }

  setvbuf(f,NULL,_IONBF,0);
  speed=0;
      failed=0;
      bytes=0;

  while(1)
  {
      pid=fscanf(f,"%d %d %d",&i,&j,&k);
      if(pid<2)
              {
                   fprintf(stderr,"Some of our childrens died.\n");
                   break;
              }
      speed+=i;
      failed+=j;
      bytes+=k;
      /* fprintf(stderr,"*Knock* %d %d read=%d\n",speed,failed,pid); */
      if(--clients==0) break;
  }
  fclose(f);

printf("\nSpeed=%d pages/min, %d bytes/sec.\nRequests: %d susceed, %d failed.\n", (int)((speed+failed)/(benchtime/60.0f)), (int)(bytes/(float)benchtime), speed, failed); } return i; }

void benchcore(const char *host,const int port,const char *req) { int rlen; char buf[1500] = {0}; int s,i;

/*

sigaction函数用于改变进程接收到特定信号后的行为。该函数的第一个参数为信号的值,SIGALRM 14 A 由alarm(2)发出的信号

第二个参数是指向结构sigaction的一个实例的指针,在结构sigaction的实例中,指定了对特定信号的处理, 第三个参数oldact指向的对象用来保存返回的原来对相应信号的处理,可指定oldact为NULL。

系统调用alarm安排内核为调用进程在指定的seconds秒后发出一个SIGALRM的信号。如果指定的参数seconds为0, 则不再发送 SIGALRM信号。后一次设定将取消前一次的设定。该调用返回值为上次定时调用到发送之间剩余的时间,或者因为没有前一次定时调用而返回0。

注意,在使用时,alarm只设定为发送一次信号,如果要多次发送,就要多次使用alarm调用。

*/ struct sigaction sa;

/* setup alarm signal handler */ sa.sa_handler=alarm_handler; sa.sa_flags=0; if(sigaction(SIGALRM,&sa,NULL)) exit(3);

//这里相当于设置一个benchtime时间的闹钟,限定socket访问的时间 alarm(benchtime);

rlen=strlen(req); nexttry:while(1) { if(timerexpired) { if(failed>0) { /* fprintf(stderr,"Correcting failed by signal\n"); */ failed--; } return; } s=Socket(host,port);
if(s<0) { failed++;continue;}

//发送http请求报文
if(rlen!=write(s,req,rlen)) {failed++;close(s);continue;}


if(http10==0)
    if(shutdown(s,1)) { failed++;close(s);continue;}

if(force==0)
{
        /* read all available data from socket */
    while(1)
    {
          if(timerexpired) break;
      i=read(s,buf,1500);
          /* fprintf(stderr,"%d\n",i); */
      if(i<0)
          {
             failed++;
             close(s);
             goto nexttry;
          }
       else
           if(i==0) break;
           else
               bytes+=i;
    }
}
if(close(s)) {failed++;continue;}
speed++;

} }

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