网站性能压力测试是服务器网站性能调优过程中必不可缺少的一环。只有让服务器处在高压情况下，才能真正体现出软件、硬件等各种设置不当所暴露出的问题。
性能测试工具目前最常见的有以下几种：ab、http_load、webbench、siege。
今天我们专门来介绍 ab。
ab 是 Apache 自带的压力测试工具。ab 非常实用，它不仅可以对 apache 服务器进行网站访问压力测试，也可以对或其它类型的服务器进行压力测试。比如 Nginx、Tomcat、IIS 等。
1 ab 的原理
ab是 Apache Bench 命令的缩写。
ab 的原理：ab 命令会创建多个并发访问线程，模拟多个访问者同时对某一 URL 地址进行访问。它的测试目标是基于 URL 的。因此，它既可以用来测试 Apache 的负载压力，也可以测试 Nginx、Lighthttp、Tomcat、IIS 等其它Web 服务器的压力。
ab 命令对发出负载的计算机要求很低，它既不会占用很高 CPU，也不会占用很多内存。但却会给目标服务器造成巨大的负载，其原理类似 CC 攻击。自己测试使用也需要注意，否则一次上太多的负载。可能造成目标服务器资源耗完，严重时甚至导致死机。
2 ab的安装
ab 的安装非常简单，如果是源码安装 Apache 的话，那就更简单了。Apache 安装完毕后 ab 命令存放在 Apache 安装目录的 bin 目录下。
如果 Apache 是通过 yum 的 RPM 包方式安装的话，ab 命令默认存放在 /usr/bin 目录下。如下：
$ which ab
注意：如果不想安装 Apache 但是又想使用 ab 命令的话，我们可以直接安装 Apache 的工具包 httpd-tools。如下：
$ yum -y install httpd-tools
查看 ab 是否安装成功，可以切换到上述目录下，使用 ab –V 命令进行检测。如下：
[root@localhost bin]# ab -V
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1430300 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/
如果 ab 安装成功，通过 ab –V 命令则会显示 ab 的相应版本，如上所示。
注意以上是在 linux 平台下进行安装的。如果是 windows 平台下，我们也可以下载对应的 Apache 版本进行安装。
3 ab参数说明
有关 ab 命令的使用，我们可以通过帮助命令进行查看。如下：
[root@localhost bin]# ab --help
ab: wrong number of arguments
Usage: ab [options] [http[s]://]hostname[:port]/path
Options are:
-n requests Number of requests to perform
-c concurrency Number of multiple requests to make at a time
-t timelimit Seconds to max. to spend on benchmarking
This implies -n 50000
-s timeout Seconds to max. wait for each response
Default is 30 seconds
-b windowsize Size of TCP send/receive buffer, in bytes
-B address Address to bind to when making outgoing connections
-p postfile File containing data to POST. Remember also to set -T
-u putfile File containing data to PUT. Remember also to set -T
-T content-type Content-type header to use for POST/PUT data, eg.
'application/x-www-form-urlencoded'
Default is 'text/plain'
-v verbosity How much troubleshooting info to print
-w Print out results in HTML tables
-i Use HEAD instead of GET
-x attributes String to insert as table attributes
-y attributes String to insert as tr attributes
-z attributes String to insert as td or th attributes
-C attribute Add cookie, eg. 'Apache=1234'. (repeatable)
-H attribute Add Arbitrary header line, eg. 'Accept-Encoding: gzip'
Inserted after all normal header lines. (repeatable)
-A attribute Add Basic WWW Authentication, the attributes
are a colon separated username and password.
-P attribute Add Basic Proxy Authentication, the attributes
are a colon separated username and password.
-X proxy:port Proxyserver and port number to use
-V Print version number and exit
-k Use HTTP KeepAlive feature
-d Do not show percentiles served table.
-S Do not show confidence estimators and warnings.
-q Do not show progress when doing more than 150 requests
-g filename Output collected data to gnuplot format file.
-e filename Output CSV file with percentages served
-r Don't exit on socket receive errors.
-h Display usage information (this message)
-Z ciphersuite Specify SSL/TLS cipher suite (See openssl ciphers)
-f protocol Specify SSL/TLS protocol
(SSL3, TLS1, TLS1.1, TLS1.2 or ALL)
下面我们对这些参数，进行相关说明。如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -n | 在测试会话中所执行的请求个数。默认时，仅执行一个请求。 |
| -c | 一次产生的请求个数。默认是一次一个。 |
| -t | 测试所进行的最大秒数。其内部隐含值是 -n 50000，它可以使对服务器的测试限制在一个固定的总时间以内。默认时，没有时间限制。 |
| -p | 包含了需要 POST 的数据的文件。 |
| -P | 对一个中转代理提供 BASIC 认证信任。用户名和密码由一个:隔开，并以 base64 编码形式发送。无论服务器是否需要(即, 是否发送了 401 认证需求代码)，此字符串都会被发送。 |
| -T | POST数据所使用的 Content-type 头信息。 |
| -v | 设置显示信息的详细程度 -4 或更大值会显示头信息，3 或更大值可以显示响应代码(404, 200等), 2或更大值可以显示警告和其他信息。 |
| -V | 显示版本号并退出。 |
| -w | 以 HTML 表的格式输出结果。默认时，它是白色背景的两列宽度的一张表。 |
| -i | 执行 HEAD 请求，而不是 GET。 |
| -X | 对请求使用代理服务器。 |
| -x | 设置 <table> 属性的字符串。 |
| -y | 设置 <tr> 属性的字符串。 |
| -z | 设置 <td> 属性的字符串。 |
| -C | 对请求附加一个 Cookie 行。其典型形式是 name=value 的一个参数对，此参数可以重复。 |
| -H | 对请求附加额外的头信息。此参数的典型形式是一个有效的头信息行，其中包含了以冒号分隔的字段和值的对(如,"Accept-Encoding:zip/zop;8bit")。 |
| -A | 对服务器提供 BASIC 认证信任。用户名和密码由一个:隔开，并以 base64 编码形式发送。无论服务器是否需要(即,是否发送了401认证需求代码)，此字符串都会被发送。 |
| -h | 显示使用方法。 |
| -d | 不显示 "percentage served within XX [ms] table" 的消息(为以前的版本提供支持)。 |
| -e | 产生一个以逗号分隔的(CSV)文件，其中包含了处理每个相应百分比的请求所需要(从1%到100%)的相应百分比的(以微妙为单位)时间。由于这种格式已经“二进制化”，所以比 gnuplot 格式更有用。 |
| -g | 把所有测试结果写入一个 gnuplot 或者TSV(以Tab分隔的)文件。此文件可以方便地导入到Gnuplot,IDL,Mathematica,Igor 甚至 Excel 中。其中的第一行为标题。 |
| -k | 启用 HTTP KeepAlive 功能，即在一个 HTTP 会话中执行多个请求。默认时，不启用 KeepAlive 功能。 |
| -q | 如果处理的请求数大于 150，ab 每处理大约 10% 或者 100 个请求时，会在 stderr 输出一个进度计数。此 -q 标记可以抑制这些信息。 |
4 ab性能指标
在进行性能测试过程中有几个指标比较重要：
4.1 吞吐率（Requests per second）
服务器并发处理能力的量化描述，单位是 reqs/s，指的是在某个并发用户数下单位时间内处理的请求数。某个并发用户数下单位时间内能处理的最大请求数，称之为最大吞吐率。
记住：吞吐率是基于并发用户数的。这句话代表了两个含义：
a、吞吐率和并发用户数相关
b、不同的并发用户数下，吞吐率一般是不同的
计算公式：总请求数/处理完成这些请求数所花费的时间，即
Request per second=Complete requests/Time taken for tests
必须要说明的是，这个数值表示当前机器的整体性能，值越大越好。
4.2 并发连接数（The number of concurrent connections）
并发连接数指的是某个时刻服务器所接受的请求数目，简单的讲，就是一个会话。
4.3 并发用户数（Concurrency Level）
要注意区分这个概念和并发连接数之间的区别，一个用户可能同时会产生多个会话，也即连接数。在HTTP/1.1下，IE7 支持两个并发连接，IE8 支持 6 个并发连接，FireFox3 支持 4 个并发连接。所以相应的，我们的并发用户数就得除以这个基数。
4.4 用户平均请求等待时间（Time per request）
计算公式：处理完成所有请求数所花费的时间/（总请求数/并发用户数），即：
Time per request=Time taken for tests/（Complete requests/Concurrency Level）
4.5 服务器平均请求等待时间（Time per request:across all concurrent requests）
计算公式：处理完成所有请求数所花费的时间/总请求数，即：
Time taken for/testsComplete requests
可以看到，它是吞吐率的倒数。
同时，它也等于用户平均请求等待时间/并发用户数，即
Time per request/Concurrency Level
5 ab实际使用
ab 的命令参数比较多，我们经常使用的是 -c 和 -n 参数。
假设我们要对域名为 www.test.com 的网站进行性能测试。
ab -c 10 -n 100 http://www.test.com/index.php
-c10 表示并发用户数为 10
-n100 表示请求总数为 100
此命令表示同时处理 100 个请求并运行 10 次 index.php 文件。
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1430300 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/
Benchmarking api.itfangtan.com (be patient).....done
Server Software: nginx
Server Hostname: www.test.com
Server Port: 80
Document Path: /index.php
Document Length: 42 bytes
Concurrency Level: 10
Time taken for tests: 0.854 seconds
Complete requests: 100
Failed requests: 0
Write errors: 0
Total transferred: 21900 bytes
HTML transferred: 4200 bytes
Requests per second: 117.03 [#/sec] (mean)
Time per request: 85.446 [ms] (mean)
Time per request: 8.545 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 25.03 [Kbytes/sec] received
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 4 6 5.5 5 46
Processing: 45 69 57.1 53 269
Waiting: 45 69 57.1 53 269
Total: 50 75 57.0 58 273
Percentage of the requests served within a certain time (ms)
50% 58
66% 60
75% 61
80% 65
90% 87
95% 264
98% 270
99% 273
100% 273 (longest request)
通过上图，测试结果也一目了然，Apache 测试出的吞吐率为：Requests per second: 117.03[#/sec] (mean)
除此之外还有其他一些信息，需要说明下，如下：
Server Software 表示被测试的 Web 服务器软件名称。
Server Hostname 表示请求的 URL 主机名。
Server Port 表示被测试的 Web 服务器软件的监听端口。
Document Path 表示请求的 URL中的根绝对路径，通过该文件的后缀名，我们一般可以了解该请求的类型。
Document Length 表示HTTP响应数据的正文长度。
Concurrency Level 表示并发用户数，这是我们设置的参数之一。
Time taken for tests 表示所有这些请求被处理完成所花费的总时间。
Complete requests 表示总请求数量，这是我们设置的参数之一。
Failed requests 表示失败的请求数量，这里的失败是指请求在连接服务器、发送数据等环节发生异常，以及无响应后超时的情况。如果接收到的 HTTP 响应数据的头信息中含有 2xx 以外的状态码，则会在测试结果中显示另一个名为“Non-2xx responses”的统计项，用于统计这部分请求数，这些请求并不算在失败的请求中。
Total transferred 表示所有请求的响应数据长度总和，包括每个 HTTP 响应数据的头信息和正文数据的长度。注意这里不包括 HTTP请求数据的长度，仅仅为 Web 服务器流向用户 PC 的应用层数据总长度。
HTML transferred 表示所有请求的响应数据中正文数据的总和，也就是减去了 Total transferred 中 HTTP 响应数据中的头信息的长度。
Requests per second 吞吐率，计算公式：Complete requests/Time taken for tests
Time per request 用户平均请求等待时间，计算公式：Time token for tests/（Complete requests/Concurrency Level）。
Time per requet(across all concurrent request) 服务器平均请求等待时间，计算公式：Time taken for tests/Complete requests，正好是吞吐率的倒数。也可以这么统计：Time per request/Concurrency Level。
Transfer rate 表示这些请求在单位时间内从服务器获取的数据长度，计算公式：Total trnasferred/ Time taken for tests，这个统计很好的说明服务器的处理能力达到极限时，其出口宽带的需求量。
Percentage of requests served within a certain time（ms）这部分数据用于描述每个请求处理时间的分布情况，比如以上测试，80%的请求处理时间都不超过6ms，这个处理时间是指前面的 Time per request，即对于单个用户而言，平均每个请求的处理时间。
网友评论