webserver使用webbench工具连续压测失败

2024-08-27 21:52

本文主要是介绍webserver使用webbench工具连续压测失败,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!

参考资料:一次压力测试Bug排查-epoll使用避坑指南 - 两猿社 - 博客园 (cnblogs.com)

Bug复现

使用Webbench对服务器进行压力测试,创建1000个客户端,并发访问服务器10s。

结果显示仅有少数几个请求被成功处理,0个请求处理失败,性能很差,服务器也没有返回错误。此时,从浏览器端访问服务器,发现该请求也不能被处理和响应,必须将服务器重启后,浏览器端才能访问正常。

原因

当代码执行完listen()函数后,但未执行accept()函数前,Linux内核会为任何一个监听套接口维护两个队列,每个队列都是存储文件描述符fd:

  • 未完成连接的队列:该队列的文件描述符,正在等待TCP三次握手完成,还处在 SYN_RCVD 状态
  • 已完成连接的队列:该队列的文件描述符,已经完成TCP三次握手,处在 ESTABLISHED 状态

当代码执行accept()函数时,正常情况下,内核从处于 ESTABLISHED 状态的已完成连接队列的头部,取出一个文件描述符进行处理。

但是也会出现异常情况,比如:

  • 如果这个已完成连接的队列为空,accept函数就会阻塞,直到队列中有新的文件描述符加入。
  • 如果,服务器不能及时调用 accept取走队列中已完成的连接,当已完成连接队列满掉后,未完成连接的队列中剩下的连接都得不到处理,同时会禁止新的连接。

从上面的分析中可以看出,accept如果没有将已完成连接队列中的连接取完,未完成连接队列中剩下的连接都得不到处理,也不能接收新请求,这个特性与压力测试的Bug十分类似

由于我的代码中使用的是epoll+ET模式,当epoll_wait检测到epoll文件描述符有事件发生,只会通知一次,随后内核就不会发送通知了,如果一直不对这个fd操作,内核就不会发送更多的通知

因此应用程序必须立即处理该事件,而且必须要一次性将数据读取完

而在错误的代码中,我使用的是

    if(sockfd == listenfd){struct sockaddr_in client_address;socklen_t client_addresslen = sizeof(client_address);int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_addresslen);......}

如果我们使用压测工具测试时,会建立多个客户端连接,epoll_wait()函数会返回 1,表示有一个fd需要处理(实际上就是listenfd)

同时,已完成队列会在这一瞬间爆满,当执行int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_addresslen),只会取出一个已完成的连接(剩下还有很多个没取),但内核却不会发送通知处理 listenfd(因为内核认为你已经处理完了listenfd),到下一次的epoll_wait()时,已完成队列爆满,不再接收新的连接,listenfd没有新的通知消息,状态不变,会卡在epoll_wait()

因此,在此之后,由于已完成连接队列爆满而得不到处理,再从浏览器端访问服务器,会发现无法连接


综上所述,我们需要一次性读完已完成连接队列中的连接

解决方法

修改前

for(int i = 0; i < number; i++)
{int sockfd = events[i].data.fd;// 有新的客户端连接if(sockfd == listenfd){struct sockaddr_in client_address;socklen_t client_addresslen = sizeof(client_address);int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_addresslen);if(connfd < 0){// printf("errno is %d\n", errno);LOG_ERROR("%s:errno is:%d", "accept error", errno);continue;}......}......
}

修改后

for(int i = 0; i < number; i++)
{int sockfd = events[i].data.fd;struct sockaddr_in client_address;socklen_t client_addresslen = sizeof(client_address);int connfd;// 有新的客户端连接if(sockfd == listenfd){while ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_addresslen)) > 0){if(connfd < 0){// printf("errno is %d\n", errno);continue;}......}......}......
}

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