性能測試工具 wrk 使用教程
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被面試官經常問到之前開發的系統接口 QPS 能達到多少，經常給不出一個數值，支支吾吾，導致整體面試效果降低？
原因基本是一些公司中，做完功能測試就完了，壓根不會有性能測試這一步，或者說並發量較少，沒有必要進行性能測試，亦或者，交給測試人員後，只要整體問題不大，測試報告一般也是不會再給後端人員看的，這就導致我們在面試的時候，場面一度尷尬 ！！！
其實，不單單是針對面試，作為一名後端開發者，我們在完成一個接口開發後，在交給測試工程師之前，經常也會想知道，自己寫的這個接口的性能如何呢？吞吐量能達到多少？QPS（Query per second 每秒處理完的請求數） 能達到多少呢？
這個時候，我們就需要借助一些常用的性能測試工具，如 Apache ab, Apache JMeter (互聯網公司用的較多)，LoadRunner 等。
我們今天主要說一說輕量級性能測試工具 wrk。
目錄
一、什麽是 wrk
二、 wrk 的優勢&劣勢
- 2.1 優勢
- 2.2 劣勢
三、wrk 安裝
- 3.1 Linux 安裝
- 3.2 MacOS 安裝
- 3.3 Window 10 安裝
- 3.4 驗證一下，是否安裝成功
四、如何使用
- 4.1 簡單使用
- 4.2 wrk 子命令參數說明
- 4.3 測試報告
- 4.4 使用 Lua 腳本進行復雜測試
五、總結
六、參考文檔
七、贈送面試&學習福利資源
一、什麽是 wrk
摘自官方 GitHub 上的英文介紹：
翻譯一下：
wrk 是一款針對 Http 協議的基準測試工具，它能夠在單機多核 CPU 的條件下，使用系統自帶的高性能 I/O 機制，如 epoll，kqueue 等，通過多線程和事件模式，對目標機器產生大量的負載。
PS: 其實，wrk 是復用了 redis 的 ae 異步事件驅動框架，準確來說 ae 事件驅動框架並不是 redis 發明的, 它來至於 Tcl 的解釋器 jim, 這個小巧高效的框架, 因為被 redis 采用而被大家所熟知。
二、 wrk 的優勢&劣勢
2.1 優勢
在說 wrk 的優勢之前，瞅一下 wrk 的 GitHub Star 數，也能側面反映下它的可靠性：
Wow ! 截止筆者截圖為止, Star 數已經達到了 19742 !!!
再來說說 wrk 的優勢：
輕量級性能測試工具;
- 安裝簡單（相對 Apache ab 來說）;
- 學習曲線基本為零，幾分鐘就能學會咋用了；
基於系統自帶的高性能 I/O 機制，如 epoll, kqueue, 利用異步的事件驅動框架，通過很少的線程就可以壓出很大的並發量；
2.2 劣勢
wrk 目前僅支持單機壓測，後續也不太可能支持多機器對目標機壓測，因為它本身的定位，並不是用來取代 JMeter, LoadRunner 等專業的測試工具，wrk 提供的功能，對我們後端開發人員來說，應付日常接口性能驗證還是比較友好的。
三、wrk 安裝
wrk 只能被安裝在類 Unix 系統上，所以我們需要一個 Linux 或者 MacOS 環境。Windows 10 安裝需要開啟自帶的 Ubuntu 子系統。
3.1 Linux 安裝
3.1.1 Ubuntu/Debian
依次執行如下命令：
sudo apt-get install build-essential libssl-dev git -y
git clone https://github.com/wg/wrk.git wrk
cd wrk
make
# 將可執行文件移動到 /usr/local/bin 位置
sudo cp wrk /usr/local/bin3.2.2 CentOS / RedHat / Fedora
依次執行如下命令：
sudo yum groupinstall 'Development Tools'
sudo yum install -y openssl-devel git
git clone https://github.com/wg/wrk.git wrk
cd wrk
make
# 將可執行文件移動到 /usr/local/bin 位置
sudo cp wrk /usr/local/bin3.2 MacOS 安裝
Mac 系統也可以通過先編譯的方式來安裝，但是更推薦使用 brew 的方式來安裝, 步驟如下：
- 安裝 Homebrew，安裝方式參考官網 https://brew.sh （也就一行命令的事）;
- 安裝 wrk:
brew install wrk;
3.3 Window 10 安裝
Windown 10 需要在 Windows 功能 裏勾選 適用於 Linux 的 Windows 子系統, 然後通過 bash 命令切換到 Ubuntu 子系統。接下來，參考 3.1.1 Ubuntu 的操作系通中，安裝 wrk 的步驟。
由於筆者使用的是 MacOS, Windows 上的安裝步驟，並沒有實際操作過，具體安裝步驟，您可以參考官方 Windows 10 的安裝教程：https://github.com/wg/wrk/wiki/Installing-wrk-on-Windows-10 ，或者用您喜歡的搜索引擎來搜索 Windows 10 如何啟用 Ubuntu 子系統後，再安裝 wrk，亦或者通過安裝 Linux 虛擬機的方式來使用 wrk。
3.4 驗證一下，是否安裝成功
命令行中輸入命令：
wrk -v輸出如上信息，說明安裝成功了！
四、如何使用
安裝成功了，要如何使用呢？
4.1 簡單使用
wrk -t12 -c400 -d30s http://www.baidu.com這條命令表示，利用 wrk 對 www.baidu.com 發起壓力測試，線程數為 12，模擬 400 個並發請求，持續 30 秒。
4.2 wrk 子命令參數說明
除了上面簡單示例中使用到的子命令參數，wrk 還有其他更豐富的功能，命令行中輸入 wrk --help, 可以看到支持以下子命令：
[[email protected]_0_5_centos ~]# wrk --help
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)翻譯一下：
使用方法: wrk <選項> <被測HTTP服務的URL>
Options:
-c, --connections <N> 跟服務器建立並保持的TCP連接數量
-d, --duration <T> 壓測時間
-t, --threads <N> 使用多少個線程進行壓測
-s, --script <S> 指定Lua腳本路徑
-H, --header <H> 為每一個HTTP請求添加HTTP頭
--latency 在壓測結束後，打印延遲統計信息
--timeout <T> 超時時間
-v, --version 打印正在使用的wrk的詳細版本信息
<N>代表數字參數，支持國際單位 (1k, 1M, 1G)
<T>代表時間參數，支持時間單位 (2s, 2m, 2h)PS: 關於線程數，並不是設置的越大，壓測效果越好，線程設置過大，反而會導致線程切換過於頻繁，效果降低，一般來說，推薦設置成壓測機器 CPU 核心數的 2 倍到 4 倍就行了。
4.3 測試報告
執行壓測命令:
wrk -t12 -c400 -d30s --latency http://www.baidu.com執行上面的壓測命令，30 秒壓測過後，生成如下壓測報告：
Running 30s test @ http://www.baidu.com
12 threads and 400 connections
Thread Stats Avg Stdev Max +/- Stdev
Latency 386.32ms 380.75ms 2.00s 86.66%
Req/Sec 17.06 13.91 252.00 87.89%
Latency Distribution
50% 218.31ms
75% 520.60ms
90% 955.08ms
99% 1.93s
4922 requests in 30.06s, 73.86MB read
Socket errors: connect 0, read 0, write 0, timeout 311
Requests/sec: 163.76
Transfer/sec: 2.46MB我們來具體說一說，報告中各項指標都代表什麽意思：
Running 30s test @ http://www.baidu.com （壓測時間30s）
12 threads and 400 connections （共12個測試線程，400個連接）
（平均值） （標準差） （最大值）（正負一個標準差所占比例）
Thread Stats Avg Stdev Max +/- Stdev
（延遲）
Latency 386.32ms 380.75ms 2.00s 86.66%
(每秒請求數)
Req/Sec 17.06 13.91 252.00 87.89%
Latency Distribution （延遲分布）
50% 218.31ms
75% 520.60ms
90% 955.08ms
99% 1.93s
4922 requests in 30.06s, 73.86MB read (30.06s內處理了4922個請求，耗費流量73.86MB)
Socket errors: connect 0, read 0, write 0, timeout 311 (發生錯誤數)
Requests/sec: 163.76 (QPS 163.76,即平均每秒處理請求數為163.76)
Transfer/sec: 2.46MB (平均每秒流量2.46MB)可以看到，壓測報告還是非常直觀的！
標準差啥意思？標準差如果太大說明樣本本身離散程度比較高，有可能系統性能波動較大。
4.4 使用 Lua 腳本進行復雜測試
您可能有疑問了，你這種進行 GET 請求還湊合，我想進行 POST 請求咋辦？而且我想每次的請求參數都不一樣，用來模擬用戶使用的實際場景，又要怎麽弄呢？
對於這種需求，我們可以通過編寫 Lua 腳本的方式，在運行壓測命令時，通過參數 --script 來指定 Lua 腳本，來滿足個性化需求。
4.4.1 wrk 對 Lua 腳本的支持
wrk 支持在三個階段對壓測進行個性化，分別是啟動階段、運行階段和結束階段。每個測試線程，都擁有獨立的Lua 運行環境。
啟動階段:
function setup(thread)在腳本文件中實現 setup 方法，wrk 就會在測試線程已經初始化，但還沒有啟動的時候調用該方法。wrk會為每一個測試線程調用一次 setup 方法，並傳入代表測試線程的對象 thread 作為參數。setup 方法中可操作該 thread 對象，獲取信息、存儲信息、甚至關閉該線程。
thread.addr - get or set the thread's server address
thread:get(name) - get the value of a global in the thread's env
thread:set(name, value) - set the value of a global in the thread's env
thread:stop() - stop the thread運行階段：
function init(args)
function delay()
function request()
function response(status, headers, body)init(args): 由測試線程調用，只會在進入運行階段時，調用一次。支持從啟動 wrk 的命令中，獲取命令行參數；delay()： 在每次發送請求之前調用，如果需要定制延遲時間，可以在這個方法中設置；request(): 用來生成請求, 每一次請求都會調用該方法，所以註意不要在該方法中做耗時的操作；response(status, headers, body): 在每次收到一個響應時被調用，為提升性能，如果沒有定義該方法，那麽wrk不會解析headers和body；
結束階段：
function done(summary, latency, requests)done() 方法在整個測試過程中只會被調用一次，我們可以從給定的參數中，獲取壓測結果，生成定制化的測試報告。
自定義 Lua 腳本中可訪問的變量以及方法：
變量：wrk
wrk = {
scheme = "http",
host = "localhost",
port = 8080,
method = "GET",
path = "/",
headers = {},
body = nil,
thread = <userdata>,
}以上定義了一個 table 類型的全局變量，修改該 wrk 變量，會影響所有請求。
方法：
wrk.fomatwrk.lookupwrk.connect
上面三個方法解釋如下：
function wrk.format(method, path, headers, body)
wrk.format returns a HTTP request string containing the passed parameters
merged with values from the wrk table.
# 根據參數和全局變量 wrk，生成一個 HTTP rquest 字符串。
function wrk.lookup(host, service)
wrk.lookup returns a table containing all known addresses for the host
and service pair. This corresponds to the POSIX getaddrinfo() function.
# 給定 host 和 service（port/well known service name），返回所有可用的服務器地址信息。
function wrk.connect(addr)
wrk.connect returns true if the address can be connected to, otherwise
it returns false. The address must be one returned from wrk.lookup().
# 測試給定的服務器地址信息是否可以成功創建連接4.4.1 通過 Lua 腳本壓測示例
調用 POST 接口：
wrk.method = "POST"
wrk.body = "foo=bar&baz=quux"
wrk.headers["Content-Type"] = "application/x-www-form-urlencoded"註意: wrk 是個全局變量，這裏對其做了修改，使得所有請求都使用 POST 的方式，並指定了 body 和 Content-Type頭。
自定義每次請求的參數：
request = function()
uid = math.random(1, 10000000)
path = "/test?uid=" .. uid
return wrk.format(nil, path)
end在 request 方法中，隨機生成 1~10000000 之間的 uid，並動態生成請求 URL.
每次請求前，延遲 10ms:
function delay()
return 10
end請求的接口需要先進行認證，獲取 token 後，才能發起請求，咋辦？
token = nil
path = "/auth"
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 = "/test"
wrk.headers["X-Token"] = token
end
end上面的腳本表示，在 token 為空的情況下，先請求 /auth 接口來認證，獲取 token, 拿到 token 以後，將 token 放置到請求頭中，再請求真正需要壓測的 /test 接口。
壓測支持 HTTP pipeline 的服務：
init = function(args)
local r = {}
r[1] = wrk.format(nil, "/?foo")
r[2] = wrk.format(nil, "/?bar")
r[3] = wrk.format(nil, "/?baz")
req = table.concat(r)
end
request = function()
return req
end通過在 init 方法中將三個 HTTP請求拼接在一起，實現每次發送三個請求，以使用 HTTP pipeline。
五、總結
本文中，我們學習了輕量級性能測試工具 wrk, 如何安裝，以及具體的使用方法，包括通過 Lua 腳本來個性化定制請求等。希望讀完本文，能對您有所幫助哦！
六、參考文檔：
- https://github.com/wg/wrk
- https://zjumty.iteye.com/blog/2221040
- http://www.cnblogs.com/xinzhao/p/6233009.html
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