如何正确使用wrk

彪哥分晓 2020-09-06

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如何正确使用wrk

现在写完一个接口做测试的时候大家都喜欢用wrk来做一下接口性能压测。但是我发现往往不能正确使用wrk做接口压测。很多人一上来就喜欢直接干十几个线程、上百个连接来做测试。其实这样做是不对的。接下里我就给大家演示一下如何正确使用wrk做接口压力测试。

文章比较长，嫌麻烦的同学可以直接看总结部分。

验证

搭建如下测试环境

openresty demo

worker_processes 1; #压测时建议worker数设置为1，随着压力变大而调大。


events {
    worker_connections 10240;
}


http {
    server {
        listen 1210;
        access_log off;
        # access_log logs/access_1210.log;
        location = /cpu {
            -- cpu计算密集
            content_by_lua_block {
                local sum = 0
                -- 消耗cpu
                for i = 1, 1000 * 100 * 2 do
                    sum = sum + 1
                end
                ngx.say(sum)
            }
        }
        location = /sleep {
            -- cpu闲置
            content_by_lua_block {
                ngx.sleep(0.5)
                ngx.say("ok")
            }
        }
        location = /ok {
            echo "ok";
        }
        location = /t_echo_1KB {
            echo "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx";
        }
        location ~  {
            # sendfile on;
            root html;
        }
    }
}

wrk 脚本

for((i = 1; i < 10; i++)) do  
   ./wrk -t 1 -c $i -d1m "http://172.26.186.7:1210/t_echo_1KB"
done

脚本执行过程就发现在线程数不增加的情况下随着线程数增加qps线性增长。

机器CPU/网络监控

目标机器CPU 随着每次连接数增加CPU和网络都有一次跳变

目标机器网络

wrk 机器CPU wrkCPU也随着每次连接数增加而增长

wrk 的运行逻辑

线程与连接的关系如下图所示。

wrk -t 5 -c 5
等价与 wrk -t 5 -c 9
。多余出来的4个连接由于无法均分给5个线程，所以9个连接并没有比5个连接qps高，而到了10个连接时则有了显著的翻倍。

wrk源码如下图所示，连接数除以线程数取整。

如何正确使用wrk做接口压测

首先使用单线程不断增加连接数，直到qps保持稳定。或者是p90、p99响应时间超过业务要求限制。在当期数值处画一条线，取得单线程最优连接数。如图本次实验最优连接数是27-28（每个业务情况不同，27-28这个参数不可盲从）
单个连接线程数保持不变，不断增加线程数(建议到CPU核心数为止即可)，直到整体出现qps水平。
如果qps没有出现随着线程数增长则是目标服务器性能已经达到瓶颈，wrk 单线程即可压测出目标机器最优qps。
如果qps一直没有出现水平趋势，则说明wrk压测机性能出现了瓶颈，需要扩大wrk压测机性能或者增加压测机器集群。
压测目标机器(左侧)和wrk在 wrk -t4 -c 108
压测环境下的实时CPU监控负载。
可以看到目标机器CPU基本都吃满了，而且很多都处于内核态是由于此时系统在处理大量的网络IO。

总结

wrk原理

wrk 是基于IO复用模型做的压测。
wrk 没必要使用过多的线程，最开始可以使用单线程线程做测试。
wrk 的线程数一定要可以整除连接数，否则多余的连接没有意义。
只有发现wrk 单线程cpu使用率超过90%之后才有必要添加线程。
wrk 中的连接数相当于是向服务端发起了多个连接通道。也就是大家常说的并发。
wrk 默认测试均是长连接，做测试，如果想要做短连接测试的话可以在服务端配置 keepalive_timeout 0; add_header Connection "close";

一些小经验

wrk 压测是发现 wrk、目标机器CPU均没有出现瓶颈，这种情况需要关注 wrk 与目标机器的网络是否已经吃满。主要查看带宽、pps指标。
wrk 在压力变大之后产生的 Latency Distribution
有一定的不准确性（对比用服务端记录的访问时间计算的p99偏大）。可以看看温铭写的文章。
wrk 支持luajit，可以做很多很好玩的事情，比如除了wrk自己提供的数据统计分析之外还可以自己做更多的统计分析。比如业务定制之类的。

后面我会继续分享一些如何使用wrk的高级技巧。大家有什么想探讨的也可以一起交流

数据库

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