基于Go语言实现一个压测工具

本文主要是介绍基于Go语言实现一个压测工具，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

《基于Go语言实现一个压测工具》这篇文章主要为大家详细介绍了基于Go语言实现一个简单的压测工具,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下...

整体架构

基于Go语言实现一个压测工具

整体系统架构比较简单

通用数据处理模块

Http请求响应数据处理

本项目支持http协议、websocket协议、grpc协议、Remote Authentication Dial-In User Service协议，因此需要构造出一个通用的http请求和响应的结构体，进行一个通用的封装：

// Request 请求数据
type Request struct {
	URL       string            // URL
	Form      string            // http/webSocket/tcp
	Method    string            // 方法 GET/POST/PUT
	Headers   map[string]string // Headers
	Body      string            // body
	Verify    string            // 验证的方法
	Timeout   time.Duration     // 请求超时时间
	Debug     bool              // 是否开启Debug模式
	MaxCon    int               // 每个连接的请求数
	HTTP2     bool              // 是否使用http2.0
	Keepalive bool              // 是否开启长连接
	Code      int               // 验证的状态码
	Redirect  bool              // 是否重定向
}

这当中值得注意的是验证的方法，这里是因为在进行压测中，要判断返回的响应是否是正确的响应，因此要进行判断响应是否正确，所以要进行相应的函数的注册，因此对于一个请求，是有必要找到一个对应的请求方法来判断这个请求正确，之后进行记录

这个model的核心功能，就是生成一个http请求的结构体，来帮助进行存储

// NewRequest 生成请求结构体
// url 压测的url
//China编程 verify 验证方法 在server/verify中 http 支持:statusCode、json webSocket支持:json
// timeout 请求超时时间
// debug 是否开启debug
// path curl文件路径 http接口压测，自定义参数设置
func NewRequest(url string, verify string, code int, timeout time.Duration, debug bool, path string,
	reqHeaders []string, reqBody string, maxCon int, http2, keepalive, redirect bool) (request *Request, err error) {
	var (
		method  = "GET"
		headers = make(map[string]string)
		body    string
	)
	if path != "" {
		var curl *CURL
		curl, err = ParseTheFile(path)
		if err != nil {
			return nil, err
		}
		if url == "" {
			url = curl.GetURL()
		}
		method = curl.GetMethod()
		headers = curl.GetHeaders()
		body = curl.GetBody()
	} else {
		if reqBody != "" {
			method = "POST"
			body = reqBody
		}
		for _, v := range reqHeaders {
			getHeaderValue(v, headers)
		}
		if _, ok := headers["Content-Type"]; !ok {
			headers["Content-Type"] = "application/x-www-form-urlencoded; charset=utf-8"
		}
	}
	var form string
	form, url = getForm(url)
	if form == "" {
		err = fmt.Errorf("url:%s 不合法,必须是完整http、webSocket连接", url)
		return
	}
	var ok bool
	switch form {
	case FormTypeHTTP:
		// verify
		if verify == "" {
			verify = "statusCode"
		}
		key := fmt.Sprintf("%s.%s", form, verify)
		_, ok = verifyMapHTTP[key]
		if !ok {
			err = errors.New("验证器不存在:" + key)
			return
		}
	case FormTypeWebSocket:
		// verify
		if verify == "" {
			verify = "json"
		}
		key := fmt.Sprintf("%s.%s", form, verify)
		_, ok = verifyMapWebSocket[key]
		if !ok {
			err = errors.New("验证器不存在:" + key)
			return
		}
	}
	if timeout == 0 {
		timeout = 30 * time.Second
	}
	request = &Request{
		URL:       url,
		Form:      form,
		Method:    strings.ToUpper(method),
		Headers:   headers,
		Body:      body,
		Verify:    verify,
		Timeout:   timeout,
		Debug:     debug,
		MaxCon:    maxCon,
		HTTP2:     http2,
		Keepalive: keepalive,
		Code:      code,
		Redirect:  redirect,
	}
	return
}

之后是对于对应的响应的封装，结构体定义为：

// RequestResults 请求结果
type RequestResults struct {
	ID            string // 消息ID
	ChanID        uint64 // 消息ID
	Time          uint64 // 请求时间 纳秒
	IsSucceed     bool   // 是否请求成功
	ErrCode       int    // 错误码
	ReceivedBytes int64
}

Curl参数解析处理

对于这个模块，本项目中实现的逻辑是根据一个指定的Curl的文件，对于文件中的Curl进行解析，即可解析出对应的Http请求的参数，具体代码链接如下

https://gitee.com/zhaobohan/stress-testing/blob/master/model/curl_model.go

客户端模块

Http客户端处理

在该模块中主要是对于Http客户端进行处理，对于普通请求和Http2.0请求进行了特化处理，支持根据客户端ID来获取到指定的客户端，建立映射关系

具体的核心成员为：

var (
    mutex sync.RWMutex
    // clients 客户端
    // key 客户端id - value 客户端
    clients = make(map[uint64]*http.Client)
)

再具体的，对于客户端的封装，主要操作是，对于Client的构造

// createLangHTTPClient 初始化长连接客户端参数
// 创建了一个配置了长连接的 HTTP 客户端传输对象
func createLangHTTPClient(request *model.Request) *http.Client {
    tr := &http.Transport{
        // 使用 net.Dialer 来建立 TCP 连接
        // Timeout 设置为 30 秒，表示如果连接在 30 秒内没有建立成功，则超时
        // KeepAlive 设置为 30 秒，表示连接建立后，如果 30 秒内没有数据传输，则发送一个 keep-alive 探测包以保持连接
        DialContext: (&net.Dialer{
            Timeout:   30 * time.Second,
            KeepAlive: 30 * time.Second,
        }).DialContext,
        MaxIdleConns:        0,                // 最大连接数,默认0无穷大
        MaxIdleConnsPerHost: request.MaxCon,   // 对每个host的最大连接数量(MaxIdleConnsPerHost<=MaxIdleConns)
        IdleConnTimeout:     90 * time.Second, // 多长时间未使用自动关闭连接
        // InsecureSkipVerify 设置为 true，表示不验证服务器的 SSL 证书
        TLSClientConfig: &tls.Config{InsecureSkipVerify: true},
    }
    if request.HTTP2 {
        // 使用真实证书 验证证书 模拟真实请求
        tr = &http.Transport{
            DialContext: (&net.Dialer{
                Timeout:   30 * time.Second,
                KeepAlive: 30 * time.Second,
            }).DialContext,
            MaxIdleConns:        0,                // 最大连接数,默认0无穷大
            MaxIdleConnsPerHost: request.MaxCon,   // 对每个host的最大连接数量(MaxIdleConnsPerHost<=MaxIdleConns)
            IdleConnTimeout:     90 * time.Second, // 多长时间未使用自动关闭连接
            // 配置 TLS 客户端设置，InsecureSkipVerify 设置为 false，表示验证服务器的 SSL 证书
            TLSClientConfig: &tls.Config{InsecureSkipVerify: false},
        }
        // 将 tr 配置为支持 HTTP/2 协议
        _ = http2.ConfigureTransport(tr)
    }

    client := &http.Client{
        Transport: tr,
    }

    // 禁止 HTTP 客户端自动重定向，而是让客户端在遇到重定向时停止并返回最后一个响应
    if !request.Redirect {
        client.CheckRedirect = func(req *http.Request, via []*http.www.chinasem.cnRequest) error {
            return http.ErrUseLastResponse
        }
    }

    return client
}

https://gitee.com/zhaobohan/stress-testing/blob/master/server/client/http_client.go

Grpc客户端处理

对于Grpc的构造来说，主要实现的功能是建立连接等，这些操作是较为简单的操作，因此这里不具体讲述

// GrpcSocket grpc
type GrpcSocket struct {
    conn    *grpc.ClientConn
    address string
}

conn和Address主要都是借助于两个类的成员函数来完成，解析地址和建立连接

其余模块可在代码中查看，这里不进行过多讲述

https://gitee.com/zhaobohan/stress-testing/blob/master/server/client/grpc_client.go

Websocket客户端处理

// WebSocket webSocket
type WebSocket struct {
    conn       *websocket.Conn
    URLLink    string
    URL        *url.URL
    IsSsl      bool
    HTTPHeader map[string]string
}

其余模块可在代码中查看，这里不进行过多讲述

https://gitee.com/zhaobohan/stress-testing/blob/master/server/client/websocket_client.go

连接处理模块

Grpc

对于Grpc的测试，这里模拟了一个rpc调用，执行了一个Hello World的函数，之后填充相应的数据作为请求的响应，最后将结果返回

// grpcRequest 请求
func grpcRequest(chanID uint64, ch chan<- *model.RequestResults, i uint64, request *model.Request,
    ws *client.GrpcSocket) {
    var (
        startTime = time.Now()
        isSucceed = false
        errCode   = model.HTTPOk
    )
    // 获取连接
    conn := ws.GetConn()
    if conn == nil {
        errCode = model.RequestErr
    } else {
        c := pb.NewApiServerClient(conn)
        var (
            ctx = context.Background()
            req = &pb.Request{
                UserName: request.Body,
            }
        )
        // 发送请求，获得响应
        rsp, err := c.HelloWorld(ctx, req)
        if err != nil {
            errCode = model.RequestErr
        } else {
            // 200 为成功
            if rsp.Code != 200 {
                errCode = model.RequestErr
            } else {
                isSucceed = true
            }
        }
    }
    requestTime := uint64(helper.DiffNano(startTime))
    requestResults := &model.RequestResults{
        Time:      requestTime,
        IsSucceed: isSucceed,
        ErrCode:   errCode,
    }
    requestResults.SetID(chanID, i)
    ch <- requestResults
}

Http

对于Http的测试，效果也基本类似，原理也基本相同

// HTTP 请求
func HTTP(ctx context.Context, chanID uint64, ch chan<- *model.RequestResults, totalNumber uint64, wg *sync.WaitGroup,
	request *model.Request) {
	defer func() {
		wg.Done()
	}()
	for i := uint64(0); i < totalNumber; i++ {
		if ctx.Err() != nil {
			break
		}

		list := getRequestList(request)
		isSucceed, errCode, requestTime, contentLength := sendLiphpst(chanID, list)
		requestResults := &model.RequestResults{
			Time:          requestTime,
			IsSucceed:     isSucceed,
			ErrCode:       errCode,
			ReceivedBytes: contentLength,
		}
		requestRejavascriptsults.SetID(chanID, i)
		ch <- requestResults
	}

	return
}

统计数据模块

下面来看计算统计数据模块

统计原理

这里需要统计的数据有以下：

耗时、并发数、成功数、失败数、qps、最长耗时、最短耗时、平均耗时、下载字节、字节每秒、状态码

其中这里需要注意的，计算的数据有QPS，其他基本都可以经过简单的计算得出

那QPS该如何进行计算呢？这里来这样进行计算：

QPS = 服务器每秒钟处理请求数量 (req/sec 请求数/秒)

定义：单个协程耗时T, 所有协程压测总时间 sumT,协程数 n

如果:只有一个协程，假设接口耗时为 2毫秒，每个协程请求了10次接口，每个协程耗总耗时210=20毫秒,sumT=20

QPS = 10/201000=500

如果:只有十个协程，假设接口耗时为 2毫秒,每个协程请求了10次接口，每个协程耗总耗时210=20毫秒,sumT=2010=200

QPS = 100/(200/10)*1000=5000

上诉两个示例现实中总耗时都是20毫秒，示例二请求了100次接口，QPS应该为示例一的10倍，所以示例二的实际总QPS为5000

除以协程数的意义是，sumT是所有协程耗时总和

实现过程

这个模块主要是定时进行一个统计压测的结论并进行打印的工作，依赖的函数是

// calculateData 计算数据
func calculateData(concurrent, processingTime, requestTime, maxTime, minTime, successNum, failureNum uint64,
	chanIDLen int, errCode *sync.Map, receivedBytes int64) {
	if processingTime == 0 {
		processingTime = 1
	}
	var (
		qps              float64
		averageTime      float64
		maxTimeFloat     float64
		minTimeFloat     float64
		requestTimeFloat float64
	)
	// 平均 QPS 成功数*总协程数/总耗时 (每秒)
	if processingTime != 0 {
		qps = float64(successNum*concurrent) * (1e9 / float64(processingTime))
	}
	// 平均时长 总耗时/总请求数/并发数 纳秒=>毫秒
	if successNum != 0 && concurrent != 0 {
		averageTime = float64(processingTime) / float64(successNum*1e6)
	}
	// 纳秒=>毫秒
	maxTimeFloat = float64(maxTime) / 1e6
	mandroidinTimeFloat = float64(minTime) / 1e6
	requestTimeFloat = float64(requestTime) / 1e9
	// 打印的时长都为毫秒
	table(successNum, failureNum, errCode, qps, averageTime, maxTimeFloat, minTimeFloat, requestTimeFloat, chanIDLen,
		receivedBytes)
}

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