webbench源码分析

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

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);elsebenchcore(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++;

}}