asp.net core系列 67 Web压力测试工具WCAT
一.介绍
最近搭建了一套cqrs框架，需要在投入开发前，进行必要的压力测试。web capacity analysis tool （wcat）是一种轻量级http负载生成工具，主要用于衡量受控环境中web服务器的性能。wcat可以模拟数千个并发用户向单个网站或多个网站发出请求。wcat引擎使用一个简单的脚本来定义要回放到web服务器的http请求集。wcat是一个非常轻量级但功能强大的工具，可供it专业人员和开发人员使用。其丰富的设置可用于大多数情况。它最大的缺点是缺乏用于创建和管理负载测试场景的gui。
wcat有四个组件来运行wcat测试：服务器，客户端，控制器和网络，运行测试时，控制器和客户端运行不同的wcat程序，而服务器使用wcat文件响应请求。
服务器
服务器负责响应连接请求，管理连接以及接收，处理和响应web内容请求。
客户端
指定测试中的客户端浏览器数量来配置各种级别的客户端; 客户请求的大小，类型和速率; 请求发送的频率以及请求的页面; 和测试的持续时间。你不必为要测试的每个客户端配备一台客户端计算机。每个wcat客户端测试都在自己的进程中运行，因此您可以在客户端计算机上运行多个客户端。这些称为虚拟客户端。
控制器
控制器指示客户端机器向服务器发送特定请求，并且服务器响应。收集统计信息并将状态消息发送到客户端计算机。控制器监视测试的持续时间。这是wcat根据模拟的工作负载确定服务器性能的时间。如果您已指定要监视性能计数器，则控制器将在实验期间监视这些计数器。
网络
出于wcat的目的，网络只是客户端计算机，控制器和服务器之间的通信链接。网络必须使用tcp / ip，建议网络带宽为每秒100兆位。设置测试时，请确保连接到网络的计算机都已正确配置，以便您知道任何性能问题都不是由不正确的安装引起的。
二.安装
下载wcat 6.3：
安装后文件在c:\program files\wcat下,有三个可执行文件(exe)和一个windows脚本文件(wsf)以及文档(doc)和示例文件夹(samples)。里面的home.ubr和settings.ubr是我从示例文件夹中拿出来修改的，log.xml文件夹是压力测试后的一个分析报告结果。
wcctl.exe - 控制器
wcclient.exe - 客户端
wcutil.exe - 用于查看测试简要报告的小实用程序
wcat.wsf - 用于在各种客户端计算机上更新，终止和运行wcclient
三.准备方案文件
(1) settings.ubr文件
在\samples\scripts下有这二个示例文件。settings.ubr文件通常包括：
(1)客户端需要执行的方案文件。 如: clientfile = "home.ubr";
(2)服务器机器名称或ip。 如:server = "localhost";
(3)将http负载发送到服务器的物理客户端数。如：clients= 5;
(4)此测试的虚拟客户端数，是指线程数。如： virtualclients = 10;
(5)表现计数器 counters
(6)注册表设置 registry
下面是一个settings.ubr的示例：
settings
{
//--------------------------------------------------------------------------
// general controller settings
//
// clientfile - specifies the client file, relative to working dir
// server - host name of the webserver
// virtualclients - number of 'threads' per physical client
// clients - number of physical webcat client machines
//
//--------------------------------------------------------------------------
// example:
//
clientfile = "home.ubr";
server = "localhost";
clients = 1;
virtualclients = 100;
//
//--------------------------------------------------------------------------
//--------------------------------------------------------------------------
// performance counters (pass '-x' option to wcctl.exe to enable)
//
// interval - polling interval in seconds (default=10)
// host - host name of machine to monitor (default=webserver)
// counter - path of counter to monitor
//
//--------------------------------------------------------------------------
// optional:
//
// additional machines can be monitored by adding more counters blocks.
//
// example:
//
// counters {
// host = "sqlserver"; // name of remote machine
// interval = 5;
// counter = "...";
// }
//
//--------------------------------------------------------------------------
counters
{
interval = 10;
counter = "processor(_total)\\% processor time";
counter = "processor(_total)\\% privileged time";
counter = "processor(_total)\\% user time";
counter = "processor(_total)\\interrupts/sec";
counter = "memory\\available kbytes";
counter = "process(w3wp)\\working set";
counter = "system\\context switches/sec";
counter = "system\\system calls/sec";
counter = "web service(_total)\\bytes received/sec" ;
counter = "web service(_total)\\bytes sent/sec" ;
counter = "web service(_total)\\connection attempts/sec" ;
counter = "web service(_total)\\get requests/sec" ;
}
//--------------------------------------------------------------------------
// registry key monitors (pass '-x' option to wcctl.exe to enable)
//
// path - registry path, relative to hklm
// name - name of registry key
// type - type of value (reg_sz | reg_dword)
//
//--------------------------------------------------------------------------
// optional:
//
// additional registry keys can be monitored on the web server by
// adding more registry blocks to this file. note that simple strings and
// dwords are all that webcat currently supports.
//
// example:
//
// registry {
// path = "system\\currentcontrolset\\services\\tcpip\\parameters";
// name = "dhcpdomain";
// type = reg_sz;
// }
//
//--------------------------------------------------------------------------
registry
{
path = "system\\currentcontrolset\\control\\filesystem";
name = "ntfsdisablelastaccessupdate";
type = reg_dword;
}
registry
{
path = "system\\currentcontrolset\\services\\tcpip\\parameters";
name = "synattackprotect";
type = reg_dword;
}
}
(2) home.ubr文件
该文件是示例场景，定义测试方案。文件通常包含预热时间warmup，测试持续时间duration，冷却时间cooldown。默认部分允许您为测试指定默认http标头setheader。事务(transaction)部分用于指定实际的业务场景。weight属性用于设置此事务的优先级。请求部分(request)用于指定事务中的单个页面请求。其中request页面请求包括：
(1)页面的url
(2)可选的http动词（默认get）。在提交数据的情况下，必须将post指定为动词。
(3)post的postdata为提交的数据
(4)状态代码通常为200(期望的状态)，但在某些情况下，您可能需要为移动请求指定300或302
下面是一个home.ubr的示例：
scenario
{
name = "iis home page";
warmup = 60;
duration = 300;
cooldown = 20;
/////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// all requests inherit the settings from the default request.
// defaults are overridden if specified in the request itself.
//
/////////////////////////////////////////////////////////////////
default
{
// send keep-alive header
setheader
{
name = "connection";
value = "keep-alive";
}
// set the host header
setheader
{
name = "host";
value = server();
}
// http1.1 request
version = http11;
// keep the connection alive after the request
close = ka;
}
//
// this script is made for iis7
//
transaction
{
id = "default web site homepage";
weight = 1;
request
{
url = "http://localhost/customer-management/edit-customer/19";
statuscode = 200;
verb = get;
}
request
{
url = "http://localhost/member/account/login";
statuscode = 200;
verb = post;
postdata = "username=hu&password=123456";
}
request
{
url = "http://localhost/customer-management/edit-customer/19";
statuscode = 200;
verb = post;
postdata = "id=19&name=hu1&email=hu3%40qq.com&birthdate=1997-01-05&uuid=6b220653-c065-43fc-84f7-eead8f2d64e7";
}
//
// specifically close the connection after both files are requested
//
close
{
method = reset;
}
}
}
四.开始压力测试
打开cmd命令提示符界面，定位到 c:\program files\wcat下。接着将asp.net core mvc项目发布到iis上，默认端口为80。
(1) 步骤1客户端运行：
最初，需要在所有客户端计算机上更新wcat设置,wcat客户端计算机的逗号分隔列表.
c:\program files\wcat> wcat –terminate –update –clients {127.0.0.1} -run
(2) 步骤2控制器运行
命令中localhost为wcatclientmachinename，可以用逗号分隔的客户端名称或ip
c:\program files\wcat> wcat -x -run -clients localhost -f settings.ubr -t home.ubr
输出以下信息，包括性能统计指标，测压的server服务器为:localhost。一个物理客户端clients。
(3) 步骤3启动客户端.
客户端将尝试连接到控制器。如果它没有连接，程序将在十秒后再次尝试，并将继续尝试每十秒钟，直到你终止wcclient.exe。要终止wcclient.exe，请在命令提示符下键入ctrl + c.
下面是启动客户端：在打开一个物理客户端命令提示符界面(有200个虚拟客户端，也就是200个并发)。
c:\program files\wcat> wcclient localhost
下面测压前的一些配置信息打印，如下图所示：
五．查看分析
接下来会在控制台打印，按之前配置10秒(interval = 10)打印一次信息统计，持续300秒测压的信息统计。下图是第一轮10秒的信息统计，共300秒还会有29轮。
下面在测压过程中来分析查看：测压中包含了登录，产生的会话是6500个。 post修改数据产生的cqrs事件源有4997条。数据库监控一切正常。只是会话多了redis会连接失败与内存有关系。
(1) post修改产生的事件源(也就是修改一条数据，同时新增一个事件源),300秒产生4997条数据。
(2)会话存储，300秒产生6502个登录会话
(3) sql server profile的监控，可以查看sql性能
六.log.xml查看分析
完成300秒测压后，结果将存储在控制器机器当前目录的log.xml文件中。wcat有一个xslt“report.xsl”，可以将这个xml转换为可读的安装文件夹。
log.xml用来分析结果包含:文件头，结果，性能计数器（如果您指定了所需的那些），文件和类统计信息。 可查看wact安装后doc文件夹中的帮助文档。
通过分析log.xml可以看到一些统计信息，如请求的http状态，如下图请求http 200的有11078个, 请求登录产生的302有5558个，没有其它http 状态，说明200个并发没有报程序错误。
下面是http响应的时间：
下面是300秒内200个并发的总连接请求数，平均每秒请求55个url(16710/300.0)
七．分析结论
上面第一个方案测压持续时间300秒，预热30秒，共200个线程并发，一个线程一次请求3个url（一个登录，一个查询，一个修改提交数据）。300秒内请求url总数为16710个,平均每秒请求55个，平均响应时间3616ms, http 200状态有11078个, http 302状态有5558个。
第二个方案测压持续时间300秒，预热60秒，共400个线程并发，一个线程一次请求3个url（一个登录，一个查询，一个修改提交数据）。300秒内请求与第一个方案差不多，应该是并发上不去了。
第三个方案压持续时间300秒，预热60秒，共100个线程并发，一个线程一次请求3个url（一个登录，一个查询，一个修改提交数据）。300秒内请求url总数为15222个,平均每秒请求152个,平均响应时间1970 ms,http 200状态有10150个, http 302状态有5608个。
参考文献
wcat – simple performance test tool
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