面试官：说说你以前负责的系统，QPS 能达到多少？

时间 2019-11-09

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文章首发自我的微信公众号：小哈学Javahtml

我的网站地址：www.exception.site/wrkgit

被面试官常常问到以前开发的系统接口 QPS 能达到多少，常常给不出一个数值，支支吾吾，致使总体面试效果下降？github

缘由基本是一些公司中，作完功能测试就完了，压根不会有性能测试这一步，或者说并发量较少，没有必要进行性能测试，亦或者，交给测试人员后，只要总体问题不大，测试报告通常也是不会再给后端人员看的，这就致使咱们在面试的时候，场面一度尴尬！！！面试

其实，不仅仅是针对面试，做为一名后端开发者，咱们在完成一个接口开发后，在交给测试工程师以前，常常也会想知道，本身写的这个接口的性能如何呢？吞吐量能达到多少？QPS（Query per second 每秒处理完的请求数）能达到多少呢？redis

这个时候，咱们就须要借助一些经常使用的性能测试工具，如 Apache ab, Apache JMeter (互联网公司用的较多)，LoadRunner 等。后端

咱们今天主要说一说轻量级性能测试工具 wrk。centos

1、什么是 wrk

摘自官方 GitHub 上的英文介绍：

翻译一下：

wrk 是一款针对 Http 协议的基准测试工具，它可以在单机多核 CPU 的条件下，使用系统自带的高性能 I/O 机制，如 epoll，kqueue 等，经过多线程和事件模式，对目标机器产生大量的负载。

PS: 其实，wrk 是复用了 redis 的 ae 异步事件驱动框架，准确来讲 ae 事件驱动框架并非 redis 发明的, 它来至于 Tcl 的解释器 jim, 这个小巧高效的框架, 由于被 redis 采用而被你们所熟知。

2、 wrk 的优点&劣势

2.1 优点

在说 wrk 的优点以前，瞅一下 wrk 的 GitHub Star 数，也能侧面反映下它的可靠性：

Wow ! 截止笔者截图为止, Star 数已经达到了 19742 !!!

再来讲说 wrk 的优点：

轻量级性能测试工具;
安装简单（相对 Apache ab 来讲）;
学习曲线基本为零，几分钟就能学会咋用了；
基于系统自带的高性能 I/O 机制，如 epoll, kqueue, 利用异步的事件驱动框架，经过不多的线程就能够压出很大的并发量；

2.2 劣势

wrk 目前仅支持单机压测，后续也不太可能支持多机器对目标机压测，由于它自己的定位，并非用来取代 JMeter, LoadRunner 等专业的测试工具，wrk 提供的功能，对咱们后端开发人员来讲，应付平常接口性能验证仍是比较友好的。

3、wrk 安装

wrk 只能被安装在类 Unix 系统上，因此咱们须要一个 Linux 或者 MacOS 环境。Windows 10 安装须要开启自带的 Ubuntu 子系统。

3.1 Linux 安装

3.1.1 Ubuntu/Debian

依次执行以下命令：

sudo apt-get install build-essential libssl-dev git -y
git clone https://github.com/wg/wrk.git wrk
cd wrk
make
# 将可执行文件移动到 /usr/local/bin 位置
sudo cp wrk /usr/local/bin
复制代码

3.2.2 CentOS / RedHat / Fedora

依次执行以下命令：

sudo yum groupinstall 'Development Tools'
sudo yum install -y openssl-devel git 
git clone https://github.com/wg/wrk.git wrk
cd wrk
make
# 将可执行文件移动到 /usr/local/bin 位置
sudo cp wrk /usr/local/bin
复制代码

3.2 MacOS 安装

Mac 系统也能够经过先编译的方式来安装，可是更推荐使用 brew 的方式来安装, 步骤以下：

安装 Homebrew，安装方式参考官网 brew.sh （也就一行命令的事）;
安装 wrk: brew install wrk;

3.3 Window 10 安装

Windown 10 须要在 Windows 功能 里勾选 适用于 Linux 的 Windows 子系统, 而后经过 bash 命令切换到 Ubuntu 子系统。接下来，参考 3.1.1 Ubuntu 的操做系通中，安装 wrk 的步骤。

因为笔者使用的是 MacOS, Windows 上的安装步骤，并无实际操做过，具体安装步骤，您能够参考官方 Windows 10 的安装教程：github.com/wg/wrk/wiki… ，或者用您喜欢的搜索引擎来搜索 Windows 10 如何启用 Ubuntu 子系统后，再安装 wrk，亦或者经过安装 Linux 虚拟机的方式来使用 wrk。

3.4 验证一下，是否安装成功

命令行中输入命令：

wrk -v
复制代码

输出如上信息，说明安装成功了！

4、如何使用

安装成功了，要如何使用呢？

4.1 简单使用

wrk -t12 -c400 -d30s http://www.baidu.com
复制代码

这条命令表示，利用 wrk 对 www.baidu.com 发起压力测试，线程数为 12，模拟 400 个并发请求，持续 30 秒。

4.2 wrk 子命令参数说明

除了上面简单示例中使用到的子命令参数，wrk 还有其余更丰富的功能，命令行中输入 wrk --help, 能够看到支持如下子命令：

[root@VM_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) 复制代码

翻译一下：

使用方法: wrk <选项> <被测HTTP服务的URL>                            
 Options: -c, --connections <N> 跟服务器创建并保持的TCP链接数量 -d, --duration <T> 压测时间 -t, --threads <N> 使用多少个线程进行压测 -s, --script <S> 指定Lua脚本路径 -H, --header <H> 为每个HTTP请求添加HTTP头 --latency 在压测结束后，打印延迟统计信息 --timeout <T> 超时时间 -v, --version 打印正在使用的wrk的详细版本信息 <N>表明数字参数，支持国际单位 (1k, 1M, 1G) <T>表明时间参数，支持时间单位 (2s, 2m, 2h) 复制代码

PS: 关于线程数，并非设置的越大，压测效果越好，线程设置过大，反而会致使线程切换过于频繁，效果下降，通常来讲，推荐设置成压测机器 CPU 核心数的 2 倍到 4 倍就好了。

4.3 测试报告

执行压测命令:

wrk -t12 -c400 -d30s --latency http://www.baidu.com
复制代码

执行上面的压测命令，30 秒压测事后，生成以下压测报告：

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
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咱们来具体说一说，报告中各项指标都表明什么意思：

Running 30s test @ http://www.baidu.com （压测时间30s）
  12 threads and 400 connections （共12个测试线程，400个链接）
			  （平均值） （标准差）  （最大值）（正负一个标准差所占比例）
  Thread Stats   Avg      Stdev     Max   +/- Stdev
    （延迟）
    Latency   386.32ms  380.75ms   2.00s    86.66%
    (每秒请求数)
    Req/Sec    17.06     13.91   252.00     87.89%
  Latency Distribution （延迟分布）
     50%  218.31ms
     75%  520.60ms
     90%  955.08ms
     99%    1.93s 
  4922 requests in 30.06s, 73.86MB read (30.06s内处理了4922个请求，耗费流量73.86MB)
  Socket errors: connect 0, read 0, write 0, timeout 311 (发生错误数)
Requests/sec:    163.76 (QPS 163.76,即平均每秒处理请求数为163.76)
Transfer/sec:      2.46MB (平均每秒流量2.46MB)
复制代码

能够看到，压测报告仍是很是直观的！

标准差啥意思？标准差若是太大说明样本自己离散程度比较高，有可能系统性能波动较大。

4.4 使用 Lua 脚本进行复杂测试

您可能有疑问了，你这种进行 GET 请求还凑合，我想进行 POST 请求咋办？并且我想每次的请求参数都不同，用来模拟用户使用的实际场景，又要怎么弄呢？

对于这种需求，咱们能够经过编写 Lua 脚本的方式，在运行压测命令时，经过参数 --script 来指定 Lua 脚本，来知足个性化需求。

4.4.1 wrk 对 Lua 脚本的支持

wrk 支持在三个阶段对压测进行个性化，分别是启动阶段、运行阶段和结束阶段。每一个测试线程，都拥有独立的Lua 运行环境。

启动阶段:

function setup(thread)
复制代码

在脚本文件中实现 setup 方法，wrk 就会在测试线程已经初始化，但尚未启动的时候调用该方法。wrk会为每个测试线程调用一次 setup 方法，并传入表明测试线程的对象 thread 做为参数。setup 方法中可操做该 thread 对象，获取信息、存储信息、甚相当闭该线程。

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
复制代码

运行阶段：

function init(args)
function delay()
function request()
function response(status, headers, body)
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init(args): 由测试线程调用，只会在进入运行阶段时，调用一次。支持从启动 wrk 的命令中，获取命令行参数；
delay()：在每次发送请求以前调用，若是须要定制延迟时间，能够在这个方法中设置；
request(): 用来生成请求, 每一次请求都会调用该方法，因此注意不要在该方法中作耗时的操做；
response(status, headers, body): 在每次收到一个响应时被调用，为提高性能，若是没有定义该方法，那么wrk不会解析 headers 和 body；

结束阶段：

function done(summary, latency, requests)
复制代码

done() 方法在整个测试过程当中只会被调用一次，咱们能够从给定的参数中，获取压测结果，生成定制化的测试报告。

自定义 Lua 脚本中可访问的变量以及方法：

变量：wrk

wrk = {
    scheme  = "http",
    host    = "localhost",
    port    = 8080,
    method  = "GET",
    path    = "/",
    headers = {},
    body    = nil,
    thread  = <userdata>,
  }
复制代码

以上定义了一个 table 类型的全局变量，修改该 wrk 变量，会影响全部请求。

方法：

wrk.fomat
wrk.lookup
wrk.connect

上面三个方法解释以下：

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.
    # 根据参数和全局变量 wrk，生成一个 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. # 给定 host 和 service（port/well known service name），返回全部可用的服务器地址信息。 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().
    # 测试给定的服务器地址信息是否能够成功建立链接
复制代码

4.4.1 经过 Lua 脚本压测示例

调用 POST 接口：

wrk.method = "POST"
wrk.body   = "foo=bar&baz=quux"
wrk.headers["Content-Type"] = "application/x-www-form-urlencoded"
复制代码

注意: wrk 是个全局变量，这里对其作了修改，使得全部请求都使用 POST 的方式，并指定了 body 和 Content-Type头。

自定义每次请求的参数：

request = function()
   uid = math.random(1, 10000000)
   path = "/test?uid=" .. uid
   return wrk.format(nil, path)
end
复制代码

在 request 方法中，随机生成 1~10000000 之间的 uid，并动态生成请求 URL.

每次请求前，延迟 10ms:

function delay()
   return 10
end
复制代码

请求的接口须要先进行认证，获取 token 后，才能发起请求，咋办？

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
复制代码

上面的脚本表示，在 token 为空的状况下，先请求 /auth 接口来认证，获取 token, 拿到 token 之后，将 token 放置到请求头中，再请求真正须要压测的 /test 接口。

压测支持 HTTP pipeline 的服务：

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
复制代码