webbench.c：
/*
* (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 <getopt.h>
#include <rpc/types.h>
#include <signal.h>
#include <strings.h>
#include <sys/param.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
/* values */
volatile int timerexpired = 0;
int speed = 0;
int failed = 0; //压力测试过程错误计数
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
/* Web Bench版本号 */
#define PROGRAM_VERSION "1.5"
int method = METHOD_GET;
int clients = 1;
int force = 0;
int force_reload = 0;
int proxyport = 80;
char *proxyhost = NULL;
int benchtime = 30;
/* internal */
int mypipe[2];
char host[MAXHOSTNAMELEN];
#define REQUEST_SIZE 2048
char request[REQUEST_SIZE];
/*
Linux系统下，需要大量的命令行选项，如果自己手动解析他们的话实在是有违软件复用的思想，不过还好，GNU
C
library留给我们一个解析命令行的接口(X/Open规范)，好好使用它可以使你的程序改观不少。
使用getopt_long()需要引入头文件：#include<getopt.h>
现在我们使用一个例子来说明它的使用。
一个应用程序需要如下的短选项和长选项
短选项 长选项 作用
-h --help 输出程序命令行参数说明然后退出
-o filename --output filename 给定输出文件名
-v --version 显示程序当前版本后退出
为了使用getopt_long()函数，我们需要先确定两个结构：
1.一个字符串，包括所需要的短选项字符，如果选项后有参数，字符后加一个":"符号。本例中，这个字符串应该为"ho:v"。(因为-o后面有参数filename,所以字符后面需要加":")。
2.
一个包含长选项字符串的结构体数组，每一个结构体包含4个域，第一个域为长选项字符串，第二个域是一个标识，只能为0或1，分别代表没有选项或有选项。第三个域永远为NULL。第四个选项域为对应的短选项字符串。结构体数组的最后一个元素全部位NULL和0，标识结束。在本例中，它应为以下的样子：
const struct option long_options[] = {
{"help", 0, NULL, 'h'},
{"output", 1, NULL, 'o'},
{"version", 0, NULL, 'v'},
{NULL, 0, NULL, 0}
};
*/
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}};
/*
C语言中使用静态函数的好处：
1、静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区，直到退出应用程序实例，避免了调用函数时压栈出栈，速度快很多。
2、关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。
使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。
*/
/* prototypes */
static void benchcore(const char *host, const int port, const char *request);
static int bench(void);
/* 创建请求报头 */
static void build_request(const char *url);
/* 信号处理函数 */
static void alarm_handler(int signal) { timerexpired = 1; }
/* 使用说明 */
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;
}
/* 读取配置信息 */
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;
case 'p':
/* proxy server parsing server:port */
tmp = strrchr(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;
}
}
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");
/* 创建请求报头 */
build_request(argv[optind]);
/* 打印压力测试基本信息 */
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();
}
/* 创建请求报头 */
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;
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, " ");
if (NULL == strstr(url, "://")) {
fprintf(stderr, "\n%s: is not a valid URL.\n", url);
exit(2);
}
if (strlen(url) > 1500) {
fprintf(stderr, "URL is too long.\n");
exit(2);
}
if (proxyhost == NULL)
if (0 != strncasecmp("http://", url, 7)) {
fprintf(stderr, "\nOnly HTTP protocol is directly supported, set --proxy "
"for others.\n");
exit(2);
}
/* protocol/host delimiter */
i = strstr(url, "://") - url + 3;
/* printf("%d\n",i); */
if (strchr(url + i, '/') == NULL) {
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);
bzero(tmp, 10);
strncpy(tmp, index(url + i, ':') + 1,
strchr(url + i, '/') - index(url + i, ':') - 1);
/* printf("tmp=%s\n",tmp); */
proxyport = atoi(tmp);
if (proxyport == 0)
proxyport = 80;
} else {
strncpy(host, url + i, strcspn(url + i, "/"));
}
// printf("Host=%s\n",host);
strcat(request + strlen(request), url + i + strcspn(url + i, "/"));
} else {
// printf("ProxyHost=%s\nProxyPort=%d\n",proxyhost,proxyport);
strcat(request, url);
}
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);
strcat(request, "\r\n");
}
if (force_reload && proxyhost != NULL) {
strcat(request, "Pragma: no-cache\r\n");
}
if (http10 > 1)
strcat(request, "Connection: close\r\n");
/* add empty line at end */
if (http10 > 0)
strcat(request, "\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);
if (i < 0) {
fprintf(stderr, "\nConnect to server failed. Aborting benchmark.\n");
return 1;
}
close(i);
/*
pipe我们用中文叫做管道。
管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；
一个进程在由pipe()创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信（因此也不难推出，只要两个进程中存在亲缘关系，这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式来进行通信）
数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。
*/
if (pipe(mypipe)) {
perror("pipe failed.");
return 3;
}
/* 创建指定数量进程的方法 */
for (i = 0; i < clients; i++) {
/*
一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。
一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。
-----------------------------------------------------------------------
fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
1）在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
2）在子进程中，fork返回0；
3）如果出现错误，fork返回一个负值；
*/
pid = fork(); //应该为fpid
/*
***fork返回值fpid为指向子进程的ID（子进程没有子进程，fpid为0）***
***父进程fork之后，自身仍然是那个父进程（只是fpid变成了指向其创建的子进程1）以及创建的子进程1，然后两个进程继续执行***
***子进程fork之后，自身会变成父进程（fpid有指向了其创建的子进程2）以及创建一个子进程2，然后两个进程继续执行***
fork出一个子进程（fpid为0的子进程）以及父进程之后，子进程跳出循环执行操作，父进程继续进入循环创建子进程，最后得到40个子进程以及1个父进程，共41个进程
*/
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;
}
/*
* C中如何模拟HTTP请求进行压力测试，为什么子进程以及父进程的处理要进行区分
*/
if (pid == (pid_t)0) {
/* 如果是子线程 */
if (proxyhost == NULL)
benchcore(host, proxyport, request);
else
benchcore(proxyhost, proxyport, request);
/*
结果写入到管道，实现父子进程间的通信
由描述字fd[0]表示，称其为管道读端；另一端则只能用于写，由描述字fd[1]来表示
*/
f = fdopen(mypipe[1], "w");
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);
fclose(f);
return 0;
} else {
f = fdopen(mypipe[0], "r");
if (f == NULL) {
perror("open pipe for reading failed.");
return 3;
}
/*
setvbuf()用来设定文件流的缓冲区
参数】stream为文件流指针，buf为缓冲区首地址，type为缓冲区类型，size为缓冲区内字节的数量。
参数类型type说明如下：
_IOFBF
(满缓冲)：在这种情况下，当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。
_IOLBF
(行缓冲)：在这种情况下，当在输入和输出中遇到换行符时，执行真正的I/O操作。这时，我们输入的字符先存放在缓冲区，等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是标准输入(stdin)和标准输出(stdout)。
_IONBF
(无缓冲)：也就是不进行缓冲，标准出错情况stderr是典型代表，这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。
实际意义在于：用户打开一个文件后，可以建立自己的文件缓冲区，而不必使用fopen()函数打开文件时设定的默认缓冲区。
这样就可以让用户自己来控制缓冲区，包括改变缓冲区大小、定时刷新缓冲区、改变缓冲区类型、删除流中默认的缓冲区、为不带缓冲区的流开辟缓冲区等。
*/
setvbuf(f, NULL, _IONBF, 0);
speed = 0;
failed = 0;
bytes = 0;
while (1) {
/*
从管道中读取子线程中的记录
成功则返回被赋值的参数的个数
*/
pid = fscanf(f, "%d %d %d", &i, &j, &k);
if (pid < 2) {
fprintf(stderr, "Some of our childrens died.\n");
break;
}
speed += i;
failed += j;
bytes += k;
/* fprintf(stderr,"*Knock* %d %d read=%d\n",speed,failed,pid); */
/* 直到没有client */
if (--clients == 0)
break;
}
fclose(f);
printf("\nSpeed=%d pages/min, %d bytes/sec.\nRequests: %d susceed, %d "
"failed.\n",
(int)((speed + failed) / (benchtime / 60.0f)),
(int)(bytes / (float)benchtime), speed, failed);
}
return i;
}
/*
压力测试函数，每个client在限定时间内不断发起请求
@param host 主机名
@param port 端口
@param req 请求报头
*/
void benchcore(const char *host, const int port, const char *req) {
int rlen;
char buf[1500];
int s, i;
/*===通过信号定时设置===*/
/*
定义函数：int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct
sigaction *oldact);
函数说明：sigaction()会依参数signum 指定的信号编号来设置该信号的处理函数。
参数signum 可以指定SIGKILL 和SIGSTOP 以外的所有信号。
SIGKILL (确认杀死) 当用户通过kill -9命令向进程发送信号时，可靠的终止进程
SIGSTOP (停止) 作业控制信号,暂停停止(stopped)进程的执行. 本信号不能被阻塞,
处理或忽略.
SIGALRM (超时) alarm函数使用该信号，时钟定时器超时响应
*/
struct sigaction sa;
/* setup alarm signal handler */
sa.sa_handler = alarm_handler;
sa.sa_flags = 0;
if (sigaction(SIGALRM, &sa, NULL))
exit(3);
/*
alarm()用来设置信号SIGALRM 在经过参数seconds
指定的秒数后传送给目前的进程.如果参数seconds 为0, 则之前设置的闹钟会被取消,
并将剩下的时间返回.
*/
alarm(benchtime);
rlen = strlen(req);
nexttry:
while (1) {
//过期了
if (timerexpired) {
if (failed > 0) {
/* fprintf(stderr,"Correcting failed by signal\n"); */
failed--;
}
return;
}
// socket建立连接后，建立连接过程即为三次握手
s = Socket(host, port);
if (s < 0) {
failed++;
continue;
}
/* 将报头信息（字符串）写入socket，发起请求 */
if (rlen != write(s, req, rlen)) {
failed++;
close(s);
continue;
}
/* 0 - http/0.9, 1 - http/1.0, 2 - http/1.1 */
if (http10 == 0)
if (shutdown(s, 1)) {
failed++;
close(s);
continue;
}
if (force == 0) {
/* 从socket中读取所有响应数据 */
while (1) {
if (timerexpired) {
break;
}
/*
read()会把参数fd 所指的文件传送count 个字节到buf 指针所指的内存中.
若参数count为0, 则read()不会有作用并返回0.
返回值为实际读取到的字节数, 如果返回0,
表示已到达文件尾或是无可读取的数据,此外文件读写位置会随读取到的字节移动.
每次读取1500字节数，并不是一次全读取的
*/
i = read(s, buf, 1500);
if (i < 0) {
//响应失败，重新创建连接
failed++;
close(s);
goto nexttry;
} else if (i == 0) {
//已全部读取，跳出
break;
} else {
//统计流量
bytes += i;
}
}
}
/* close：关闭socket，若文件顺利关闭则返回0, 发生错误时返回-1. */
if (close(s)) {
failed++;
continue;
}
speed++;
}
}
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 <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <netdb.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
/*
建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。
socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装，
TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口；
HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机，提供了网络通信的能力。
*/
int Socket(const char *host, int clientPort) {
int sock;
unsigned long inaddr;
struct sockaddr_in ad;
struct hostent *hp;
/*
【函数说明】memset() 会将 ptr 所指的内存区域的前 num 个字节的值都设置为
value，然后返回指向 ptr 的指针。
参数说明：
ptr 为要操作的内存的指针。
value 为要设置的值。你既可以向 value 传递 int 类型的值，也可以传递 char
类型的值，int 和 char 可以根据 ASCII 码相互转换。
num 为 ptr 的前 num 个字节，size_t 就是unsigned int。
*/
memset(&ad, 0, sizeof(ad));
/* 参数 AF_INET 表示使用 IPv4 地址 */
ad.sin_family = AF_INET;
/*
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.
网络地址字符串是以数字和点组成的字符串, 例如:"163. 13. 132. 68".
*/
inaddr = inet_addr(host);
/* INADDR_NONE 是个宏定义,代表IpAddress 无效的IP地址。 */
/* 如果是IP地址 */
if (inaddr != INADDR_NONE)
memcpy(&ad.sin_addr, &inaddr, sizeof(inaddr));
else {
/* 通过域名获取IP地址 */
hp = gethostbyname(host);
if (hp == NULL)
return -1;
memcpy(&ad.sin_addr, hp->h_addr, hp->h_length);
}
/* htons()用来将参数指定的16位hostshort转换成网络字符顺序.
*/
ad.sin_port = htons(clientPort);
/* SOCK_STREAM 表示使用面向连接的数据传输方式 */
/* 创建套接字 */
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock < 0)
return sock;
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&ad, sizeof(ad)) < 0)
return -1;
return sock;
}