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    小菠萝测试笔记：wrk（1）- 详细使用

    作者：小菠萝测试笔记 时间：2021-06-10 18:29

    背景

    • 公司对 http 接口都是直接用 wrk 进行压测，简单快捷
    • 刚好有个压测任务分到我
    • 而且中台跟 Lua 也有关系，刚好 wrk 也支持 Lua 脚本，所以学起来，再用起来

     

    介绍

    • wrk 是一个类似 ab(apache bench)、jmeter 的压力测试工具，官方称它为：现代的 HTTP 基准测试工具
    • 用 C 编写的 HTTP 协议压测工具
    • 底层基于 epoll 和 kqueue 实现，使用了多线程和多路复用 IO（非阻塞 IO），利用异步的事件驱动框架，通过很少的线程就可以压出很大的并发量
    • 降低测试工具本身性能开销对测试结果准确性的影响
    • 支持使用 LuaJIT 脚本，可以执行 HTTP 请求生成、响应处理和自定义报告

     

    它的定位

    • 轻量级性能测试工具
    • 仅支持 HTTP 协议
    • 仅支持单机压测，多机器压测需要每个机器都手动执行一次 wrk 命令
    • 不可取代 Jmeter、LR 等专业性能工具

     

    架构&简单源码解析

    • 在 wrk 里面，每个线程都有自己独立的 Lua 虚拟机和 Event Loop
    • 通过命令行参数 -c 指定的连接数，会平均分给所有线程，每个新建的 socket，都会调用 fcntl 将其设置为 NONBLOCK，即非阻塞，然后托管给 Event Loop
    • 直接使用 redis 的 Event Loop 实现，适配了不同操作系统的实现
    • 启动的时候，每个线程都会新建一个 Lua State，并调用 luaL_dofile 加载命令行参数 -s 指定的 lua 脚本文件
    • 如果没有自定义的 lua 脚本，wrk 默认发送的是 HTTP 1.1 GET 请求，用长连接
     

    语法格式

    Usage: wrk <options> <url>
  Options:
    -c, --connections <N>  Connections to keep open
    -d, --duration    <T>  Duration of test
    -t, --threads     <N>  Number of threads to use

    -s, --script      <S>  Load Lua script file
    -H, --header      <H>  Add header to request
        --latency          Print latency statistics
        --timeout     <T>  Socket/request timeout
    -v, --version          Print version details

  Numeric arguments may include a SI unit (1k, 1M, 1G)
  Time arguments may include a time unit (2s, 2m, 2h)

      

    参数说明

    • -c：与服务器保持的 http 连接数
    • -d：压测持续运行时间，可以是 2s、2m、2h
    • -t：启动的线程数
    • -s：指定 lua 脚本
    • -H：自定义 http header 请求头，例如："User-Agent: benchmark-wrk"
    • --latency：打印延迟统计数据
    • --time：http 超时时间，如果在此时间内未收到响应，则当做超时

     

    数字参数：可以使用 1k、1M、1G 单位

     

    -t

    • 一般是 CPU 核数，最大不要超过 CPUx2 核数，否则会带来额外的上下文切换，将线程数设置为 CPU 核数主要是为了 WRK 能最大化利用 CPU，使结果更准确（截取网上，暂时没看到官方推荐）
    • 和并发数没有直接关系
    • 查看 Linux CPU 总核数：
    grep processor /proc/cpuinfo |wc -l

     

    -c

    • 连接数（connection）可以理解为并发数
    • 一般在测试过程中，这个值需要使用者不断向上调试，直至 QPS 达到一个临界点，便可认为此时的并发数为系统所能承受的最大并发量
    • 实际上，wrk 会为每个线程分配（c/t）个 socket 连接
    • 每个连接会先执行请求动作，然后等待直到收到响应后才会再发送请求，所以每个时间点的并发数大致等于连接数（connection）

     

    官方 Tips

    • 运行 wrk 的机器必须有足够数量的临时端口可用，关闭的 socket 必须快速回收
    • 仅更改 HTTP 方法、路径、添加请求头或正文的用户脚本不会对性能产生影响
    • 每个请求的操作，特别是构建新的 HTTP 请求，以及 response() 的使用将必然减少可以生成的负载量

     

    简单栗子

    启动 2 个线程，保持 5 个 http 连接打开的状态下，持续压测 10s 的基准测试

    wrk -t2 -c5 -d10s https://httpbin.org/get

    qps 是 14.85

     

    启动 16 个线程，保持 400 个 http 连接打开的状态下，持续压测 5s 的基准测试，并打印延迟统计数据

    wrk -t16 -c400 -d5s --latency https://httpbin.org/get

    qps 是 578.7

     

    结果解析

    Running 5s test @ https://httpbin.org/get   压测时间5s
  16 threads and 400 connections   共16个测试线程，400个连接，和上参数设置一样
  Thread Stats   Avg      Stdev     Max   +/- Stdev
                平均值    标准差     最大值  正负标准差的范围，越大表示值和平均值不会差很多，离散也不大，表示 Avg 相对可信
    Latency   311.74ms  211.97ms   1.57s    90.79%
    延迟
    Req/Sec    47.86     31.17   170.00     66.79%
    每个线程每秒的完成的请求数
  Latency Distribution 延迟分布
     50%  234.77ms
     75%  244.43ms
     90%  402.99ms
     99%    1.26s     99% 的请求在 1.26s 内完成
  2938 requests in 5.08s, 1.21MB read  5.08 s内共处理完成了 2938 个请求，读取了 1.21MB 数据
  Socket errors: connect 166, read 0, write 0, timeout 1   Socket 成功连接 166个，超时 1 个
Requests/sec:    578.70  平均每秒处理完成 578.7 个请求，QPS=578.7
Transfer/sec:    243.05KB  平均每秒读取数据 243.05KB

     

    -t 的一些实验

    测试资源

    • 施压机：16c32g
    • 受压机：8c16g

    接下来对某个接口进行基准测试

     

    16 个线程，400个并发量，持续运行 5min

    qps：20504.3

     

    64 个线程，400个并发量，持续运行 5min

    qps：19948.69

     

    128 个线程，400个并发量，持续运行 5min

    qps：18811.35

     

    结论

    • 线程数增加，qps 反而下降
    • 初步可以认为，-t 线程数取系统 CPU 核数是一个比较靠谱的建议
    bk
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