Webbench-1.5开源软件工具源码深度剖析

Webbench是有名的网站压力测试工具。

其标准测试可以测试服务器的两项内容：每秒钟相应请求数和每秒钟传输数据量。

Webbench不但能具有便准静态页面的测试能力,还能对动态页面(ASP,PHP,JAVA,CGI)进行测试的能力.还有就是他支持对含有SSL的安全网站例如电子商务网站进行静态或动态的性能测试.

网上下载好webbench-1.5的压缩安装包，拷贝到linux环境下解压安装。

我用的是VM虚拟机上安装ubuntu12.04

1. 网上下载源码压缩包拷贝到linux环境下



2. 解压文件



3. 进入目录编译源码





编译后发现报错，查看了下makefile没发现什么大的问题，然后就百度了下这个错误 原来是系统没安装 ctags这个软件包 ，而编译这个源码需要这个软件包（百度查了下是VIM的一个插件）



针对自己的系统安装软件包，安装好后再编译 ，编译通过。



4. 先执行命令测试一把



区区500行代码量，但是达到的效果在当时还是蛮牛逼的！下面就来逐个分析研究源码！

整个程序大致工作流程：

1. 主进程(main函数）使用getopt_long函数对命令行参数进行解析，构造HTTP request信息并创建http请求，并且先创建管道

2. 主进程调用bench函数根据client大小，fork子进程

3. 子进程调用benchcore函数进行测试，将结果写入管道，在benchcore函数中，设置信号处理函数alam_handler,多次对timerexpired全局变量进行判断，测试超时，入while循环对全局变量speed failed进行自增自减。

4. 主进程从管道读取数据打印到stdout，输出测试结果

socket.c

/* $Id: socket.c 1.1 1995/01/01 07:11:14 cthuang Exp $
*
* This module has been modified by Radim Kolar for OS/2 emx
*/

/***********************************************************************
module:       socket.c
program:      popclient
SCCS ID:      @(#)socket.c    1.5  4/1/94
programmer:   Virginia Tech Computing Center
compiler:     DEC RISC C compiler (Ultrix 4.1)
environment:  DEC Ultrix 4.3
description:  UNIX sockets code.
***********************************************************************/

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <fcntl.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>

//功能：通过地址和端口建立网络连接
//@host:网络地址
//@clientPort:端口
//return:建立的socket连接  如果返回-1，表示连接失败

int Socket(const char *host, int clientPort)
{
int sock;
unsigned long inaddr;
struct sockaddr_in ad;
/*
struct sockaddr_in{
unsigned short          sin_family;
unsigned short int      sin_port;
struct in_addr          sin_addr;
unsigned char           sin_zero[8];
}
我们主要使用Internet，所以sin_family一般为AF_INET,
sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以和任何的主机通信,
sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的.
*/
struct hostent *hp;
/*
这个数据结构是这样的：
　　 struct hostent {
　　 char *h_name;
　　 char **h_aliases;
　　 int h_addrtype;
　　 int h_length;
　　 char **h_addr_list;
　　 };
　　 #define h_addr h_addr_list[0]
这里是这个数据结构的详细资料：
struct hostent:
　　h_name – 地址的正式名称。
　　h_aliases – 空字节-地址的预备名称的指针。
　　h_addrtype –地址类型; 通常是AF_INET。
　　h_length – 地址的比特长度。
　　h_addr_list – 零字节-主机网络地址指针。网络字节顺序。
　　h_addr - h_addr_list中的第一地址。
*/

memset(&ad, 0, sizeof(ad));
ad.sin_family = AF_INET;

inaddr = inet_addr(host);//将点分的十进制的ip转为无符号整形

if (inaddr != INADDR_NONE)//INADDR_NONE是32位均为1的值，(即255.255.255.255)为internet的有限广播地址
memcpy(&ad.sin_addr, &inaddr, sizeof(inaddr));

else//如果host是域名
{
hp = gethostbyname(host);//用域名获取IP
if (hp == NULL)
return -1;
memcpy(&ad.sin_addr, hp->h_addr, hp->h_length);
}
ad.sin_port = htons(clientPort);//转换为网络字节序模式（大端模式）

//AF_INET 网络程序所在的主机采用的通讯洗衣族
//AF_UNIX只能够用于单一的Unix 系统进程间通信,
//而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程
//type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等)
//SOCK_STREAM表明我们用的是TCP 协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流.
//SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信.
//protocol:由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本的准备.
//成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno可知道出错的详细情况.
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock < 0)
return sock;
/*
int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)
sockfd:socket返回的文件描述符.
serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端的地址
addrlen:serv_addr的长度
connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符 失败时返回-1.
*/
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&ad, sizeof(ad)) < 0)//连接
return -1;
return sock;
}

/*
init_addr()函数：将网络地址转成二进制的数组相关的函数
头文件：
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
函数定义：
unsigned long int init_addr(const char *cp);
函数说明：inet_addr()用来将参数cp所指的网络地址字符串转换成网络所使用的二进制数字
比如："192.168.1.186"
返回值：成功则返回对应的网络二进制数字，失败返回-1
在新程序中避免使用inet_addr函数，而应该使用inet_aton函数作为代替。因为对于inet_addr函数来说，
即使输入的参数是有效的IP地址：255.255.255.255，他的返回值仍然是INADDR_NONE。
*/

webbench.c

里面用到的解析命令参数可以参考这篇博文：http://blog.csdn.net/coding__madman/article/details/51043733

/*
* (C) Radim Kolar 1997-2004
* This is free software, see GNU Public License version 2 for
* details.
*
* Simple forking WWW Server benchmark:
*
* Usage:
*   webbench --help
*
* Return codes:
*    0 - sucess
*    1 - benchmark failed (server is not on-line)
*    2 - bad param
*    3 - internal error, fork failed
*
*/
#include "socket.c"
#include <unistd.h>
#include <sys/param.h>
#include <rpc/types.h>
#include <getopt.h>
#include <strings.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>

/* values */
volatile int timerexpired=0;
int speed=0;
int failed=0;
int bytes=0;
/* globals */
int http10=1; /* 0 - http/0.9, 1 - http/1.0, 2 - http/1.1 */
/* Allow: GET, HEAD, OPTIONS, TRACE */
#define METHOD_GET 0
#define METHOD_HEAD 1
#define METHOD_OPTIONS 2
#define METHOD_TRACE 3
#define PROGRAM_VERSION "1.5"
int method=METHOD_GET;//全局变量，指定http方法
int clients=1;//并发数
int force=0;//是否等待服务器应答。默认为步等待
int force_reload=0;
int proxyport=80;//代理服务器渡口号。默认为80
char *proxyhost=NULL;//代理服务器地址
int benchtime=30;//运行多久。 默认为30s.可以通过 -t 指定
/* internal */
int mypipe[2];
char host[MAXHOSTNAMELEN];
#define REQUEST_SIZE 2048
char request[REQUEST_SIZE];

//struct option结构体，配合getopt_long函数使用
static const struct option long_options[]=
{
{"force",no_argument,&force,1},
{"reload",no_argument,&force_reload,1},
{"time",required_argument,NULL,'t'},
{"help",no_argument,NULL,'?'},
{"http09",no_argument,NULL,'9'},
{"http10",no_argument,NULL,'1'},
{"http11",no_argument,NULL,'2'},
{"get",no_argument,&method,METHOD_GET},
{"head",no_argument,&method,METHOD_HEAD},
{"options",no_argument,&method,METHOD_OPTIONS},
{"trace",no_argument,&method,METHOD_TRACE},
{"version",no_argument,NULL,'V'},
{"proxy",required_argument,NULL,'p'},
{"clients",required_argument,NULL,'c'},
{NULL,0,NULL,0}
};

/* prototypes */
static void benchcore(const char* host,const int port, const char *request);//对http请求进行测试
static int bench(void);//创建管道和子进程，调用测试http函数
static void build_request(const char *url);//用来创建http连接请求

static void alarm_handler(int signal)
{
timerexpired=1;
}

static void usage(void)
{
fprintf(stderr,
"webbench [option]... URL\n"
"  -f|--force               Don't wait for reply from server.\n"
"  -r|--reload              Send reload request - Pragma: no-cache.\n"
"  -t|--time <sec>          Run benchmark for <sec> seconds. Default 30.\n"
"  -p|--proxy <server:port> Use proxy server for request.\n"
"  -c|--clients <n>         Run <n> HTTP clients at once. Default one.\n"
"  -9|--http09              Use HTTP/0.9 style requests.\n"
"  -1|--http10              Use HTTP/1.0 protocol.\n"
"  -2|--http11              Use HTTP/1.1 protocol.\n"
"  --get                    Use GET request method.\n"
"  --head                   Use HEAD request method.\n"
"  --options                Use OPTIONS request method.\n"
"  --trace                  Use TRACE request method.\n"
"  -?|-h|--help             This information.\n"
"  -V|--version             Display program version.\n"
);
};

int main(int argc, char *argv[])
{
int opt=0;
int options_index=0;
char *tmp=NULL;

if(argc==1)
{
usage();
return 2;
}
//解析出所有的命令行参数 然后执行相应的命令参数
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;	  //一个客户端运行时间
case 'p':
/* proxy server parsing server:port */
tmp=strrchr(optarg,':');//tmp指向字符：的地址 （字符串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)
{
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;//模拟多少个客户端同时进行请求
}
}

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"
);
//此时的optind指向输入的最后一个参数 最后一个参数为网址或者一个IP
build_request(argv[optind]);//生成http请求的字符串
/* print bench info */
printf("\nBenchmarking: ");
switch(method)
{
case METHOD_GET:
default:
printf("GET");break;
case METHOD_OPTIONS:
printf("OPTIONS");break;
case METHOD_HEAD:
printf("HEAD");break;
case METHOD_TRACE:
printf("TRACE");break;
}
printf(" %s",argv[optind]);
switch(http10)
{
case 0: printf(" (using HTTP/0.9)");break;
case 2: printf(" (using HTTP/1.1)");break;
}
printf("\n");
if(clients==1) printf("1 client");
else
printf("%d clients",clients);

printf(", running %d sec", benchtime);
if(force) printf(", early socket close");
if(proxyhost!=NULL) printf(", via proxy server %s:%d",proxyhost,proxyport);
if(force_reload) printf(", forcing reload");
printf(".\n");

return bench();
}

void build_request(const char *url)
{
char tmp[10];
int i;

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

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;
//设置请求的方法
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," ");

//找到http://或https://中的://
if(NULL==strstr(url,"://"))
{
fprintf(stderr, "\n%s: is not a valid URL.\n",url);//如果没有则说明请求的URL不合法
exit(2);
}
if(strlen(url)>1500)//请求的url字符串太长
{
fprintf(stderr,"URL is too long.\n");
exit(2);
}
if(proxyhost==NULL)
if (0!=strncasecmp("http://",url,7))//除了开头的http://如果还有http://报错URL不合法
{ fprintf(stderr,"\nOnly HTTP protocol is directly supported, set --proxy for others.\n");
exit(2);
}
/* protocol/host delimiter */
i=strstr(url,"://")-url+3;//找到://后面第一个字符在URL字符串所在下标值，也就是域名或ip地址的第一个字符
/* printf("%d\n",i); */

if(strchr(url+i,'/')==NULL) {//://后面没有/ 不正确的URL
fprintf(stderr,"\nInvalid URL syntax - hostname don't ends with '/'.\n");
exit(2);
}
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);//解析出域名或IP地址，放到host中。
bzero(tmp,10);
strncpy(tmp,index(url+i,':')+1,strchr(url+i,'/')-index(url+i,':')-1);//解析出URL中的端口
/* printf("tmp=%s\n",tmp); */
proxyport=atoi(tmp);
if(proxyport==0) proxyport=80;
} else
{
strncpy(host,url+i,strcspn(url+i,"/"));//URL中没有端口，直接解析出主机域名或IP地址放到host中。
}
// printf("Host=%s\n",host);
strcat(request+strlen(request),url+i+strcspn(url+i,"/"));//将要请求的URI放到GET或HEAE等后面
} else
{
// printf("ProxyHost=%s\nProxyPort=%d\n",proxyhost,proxyport);
strcat(request,url);//使用代理，直接将整个输入的URL都做为get或head后面的参数
}
if(http10==1)
strcat(request," HTTP/1.0");
else if (http10==2)
strcat(request," HTTP/1.1");
strcat(request,"\r\n");
if(http10>0)
strcat(request,"User-Agent: WebBench "PROGRAM_VERSION"\r\n");
if(proxyhost==NULL && http10>0)
{
strcat(request,"Host: ");
strcat(request,host);//不使用代理，在http请求中需要设置Host
strcat(request,"\r\n");
}
if(force_reload && proxyhost!=NULL)
{
strcat(request,"Pragma: no-cache\r\n");//不使用长连接
}
if(http10>1)
strcat(request,"Connection: close\r\n");
/* add empty line at end */
if(http10>0) strcat(request,"\r\n"); //http语法，http请求头结束需要一个空行\r\n
// printf("Req=%s\n",request);
}

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

/* check avaibility of target server */
i=Socket(proxyhost==NULL?host:proxyhost,proxyport);//创建一个连接到服务器的socket标识
if(i<0) {
fprintf(stderr,"\nConnect to server failed. Aborting benchmark.\n");
return 1;
}
close(i);
/* create pipe */
if(pipe(mypipe))创建管道,mypipe[0]为管道里的读取端,mypipe[1]为管道里的写入端
{
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();//使用fork创建clients个进程，用于模拟clients个客户端用于请求
if(pid <= (pid_t) 0)
{
/* child process or error*/
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)//pid=0是子进程，进行http请求
{
/* I am a child */
if(proxyhost==NULL)
benchcore(host,proxyport,request);
else
benchcore(proxyhost,proxyport,request);

/* write results to pipe */
f=fdopen(mypipe[1],"w");//mypipe[1]进行写入
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);//向管道里写成功数，失败数，即服务器返回的字节数
fclose(f);
return 0;
} else
{//返回到父进程中
f=fdopen(mypipe[0],"r");//mypipe[0]用于读取
if(f==NULL)
{
perror("open pipe for reading failed.");
return 3;
}
setvbuf(f,NULL,_IONBF,0);
speed=0;
failed=0;
bytes=0;
/** 统计clients个进程的数据信息 ***/
while(1)
{//需要进行循环，否则的话，由于子进程的创建，很有可能会返回父进程。
pid=fscanf(f,"%d %d %d",&i,&j,&k);//阻塞进行读取数据，等所有的子进程都返回再退出循环
if(pid<2)
{//有进程成了僵尸进程，退出循环，不再进行统计
fprintf(stderr,"Some of our childrens died.\n");
break;
}
speed+=i;//统计成功请求数
failed+=j;//统计失败请求数
bytes+=k;//统计服务器总共返回的字节数
/* fprintf(stderr,"*Knock* %d %d read=%d\n",speed,failed,pid); */
if(--clients==0) break;//成功读取一个客户端成功执行返回
}
fclose(f);

printf("\nSpeed=%d pages/min, %d bytes/sec.\nRequests: %d susceed, %d failed.\n",
(int)((speed+failed)/(benchtime/60.0f)),//每分钟的请求数
(int)(bytes/(float)benchtime),//每秒服务器返回的字节数
speed,//成功请求数
failed);//失败请求数
}
return i;
}

void benchcore(const char *host,const int port,const char *req)
{
int rlen;
char buf[1500];
int s,i;
struct sigaction sa;

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

rlen=strlen(req);
nexttry:while(1)
{
if(timerexpired)
{//客户端执行时间到
if(failed>0)
{
/* fprintf(stderr,"Correcting failed by signal\n"); */
failed--;
}
return;//返回到调用benchcore()函数处
}
s=Socket(host,port); //创建连接到服务器的socket标识
if(s<0) { failed++;continue;}
if(rlen!=write(s,req,rlen)) {failed++;close(s);continue;}//向服务器发送rlen个http的请求字符
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); //读取从服务器返回的数据
/* fprintf(stderr,"%d\n",i); */
if(i<0)
{
failed++;//读取失败
close(s);
goto nexttry;
}
else
if(i==0) break;//读取完毕
else
bytes+=i;//计算返回字节数
}
}
if(close(s)) {failed++;continue;}
speed++;
}
}

Makefile

CFLAGS?=	-Wall -ggdb -W -O
CC?=		gcc
LIBS?=
LDFLAGS?=
PREFIX?=	/usr/local
VERSION=1.5
TMPDIR=/tmp/webbench-$(VERSION)

all:   webbench tags

tags:  *.c
-ctags *.c

install: webbench
install -s webbench $(DESTDIR)$(PREFIX)/bin
install -m 644 webbench.1 $(DESTDIR)$(PREFIX)/man/man1
install -d $(DESTDIR)$(PREFIX)/share/doc/webbench
install -m 644 debian/copyright $(DESTDIR)$(PREFIX)/share/doc/webbench
install -m 644 debian/changelog $(DESTDIR)$(PREFIX)/share/doc/webbench

webbench: webbench.o Makefile
$(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o webbench webbench.o $(LIBS)

clean:
-rm -f *.o webbench *~ core *.core tags

tar:   clean
-debian/rules clean
rm -rf $(TMPDIR)
install -d $(TMPDIR)
cp -p Makefile webbench.c socket.c webbench.1 $(TMPDIR)
install -d $(TMPDIR)/debian
-cp -p debian/* $(TMPDIR)/debian
ln -sf debian/copyright $(TMPDIR)/COPYRIGHT
ln -sf debian/changelog $(TMPDIR)/ChangeLog
-cd $(TMPDIR) && cd .. && tar cozf webbench-$(VERSION).tar.gz webbench-$(VERSION)

webbench.o:	webbench.c socket.c Makefile

.PHONY: clean install all tar