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：https://www.iis.net/downloads/community/2007/05/wcat-63-x64

　　　　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

　　StressTestingWCAT

　　WCAT – Simple Performance Test Tool

　　Using WCAT to Stress-Test IIS