Linux服务器常见运维性能测试（3）CPU测试
- 常见性能测试软件
- CPU测试：super_pi （计算圆周率）
- CPU测试：sysbench（CPU功能测试部分）
- 下载安装
- sysbench综合测试功能
- 执行CPU测试
最近需要测试一批服务器的相关硬件性能，以及在常规环境下的硬件运行稳定情况，需要持续拷机测试稳定性。所以找了一些测试用例。本次测试包括在服务器的高低温下性能记录及压力测试，高低电压下性能记录及压力测试，常规环境下CPU满载稳定运行的功率记录。
这个系列是根据这次测试项目的相关测试总结，关于各种常见性能测试及拷机软件的整理。
本章为系列3，主要介绍
系列往期：
Linux服务器常见运维性能测试（1）综合跑分unixbench、superbench
Linux服务器常见运维性能测试（2）内存测试mbw、stream
常见性能测试软件
综合测试：UnixBench（综合跑分），superbench（快速脚本）
内存测试：mbw（内存带宽测试），stream（读写响应测试）
CPU测试：super_pi（计算圆周率）、sysbench（CPU功能测试部分）
网络测试：netperf
IO测试：FIO、iometer
辅助监测：sensors、top、
CPU测试：super_pi （计算圆周率）
super_pi(π)一般用于进行压力测试，但同时也可以通过计算π所用时间评估CPU算力，参考CPU性能。其常用于硬件发烧友中对超频后的CPU进行压力测试，因其只用到基础的浮点运算，而不涉及其他的系统库环境，所以，很适合用于排查CPU物理问题。当系统出现不明原因的死机、缓慢、自动重启等故障，我们可用其协助分析是否CPU不稳定导致的。
官方下载地址：https://superpi.ilbello.com/
解压后直接运行即可
tar -jxvf super_pi.tar.bz2
./super_pi 20 #20为测试计算到小数点后的位数
该程序在 SMP 环境中，只能让 CPU 满载运行，所以，对于多 CPU 的环境，可同时用多个程序并发运行。super_pi同样也可以用于拷机测试稳定性，在运行期间CPU满载运行，可以持续关注设备运行稳定性和温度情况。
补充说明※
1、命令运行中使用的参数m，是指位数，表示要算2的多少次方位，如通常要算小数点后1M位（2^20次方）；
2、m最大到25次方，若设置再大的值，会自动缩小到该值
例子：
Specified M(=30) is too large. M is set to 25.
Start of PI calculation up to 33554432 decimal digits
3、因算法不同，该程序不能用于和Windows平台上的Super PI进行性能对比（实际上，快很多）
CPU测试：sysbench（CPU功能测试部分）
sysbench是一个模块化的、跨平台、多线程基准测试工具，主要用于评估测试各种不同系统参数下的数据库负载情况。其可以作为综合性能测试工具，它主要包括以下几种方式的测试：磁盘io性能、数据库性能、内存分配及传输速度等。
它主要包括以下几种方式的测试：
CPU运算性能
file I/O performance （磁盘IO性能）
scheduler performance （调度程序性能）
memory allocation and transfer speed （内存分配及传输速度）
POSIX threads implementation performance （POSIX线程性能）
database server performance (OLTP benchmark) （数据库服务器性能，OLTP基准测试）
sysbench作为综合性能测试工具有很多可以测试使用的功能，我们这次测试主要用其测试CPU性能。
下载安装
下载地址： https://github.com/akopytov/sysbench/archive/1.0.zip
解压安装： 解压得到sysbench-1.0文件夹，进入文件夹执行安装程序
./autogen.sh
如果报错：automake 1.10.x (aclocal) wasn't found, exiting 需要补充安装依赖包
# 安装依赖包
yum install automake libtool -y
./configure --without-mysql #由于我们使用sysbench只做CPU测试，不压mysql，所以放弃依赖mysql
make #最后执行汇编安装
make install #安装完毕
查看版本安装成功
sysbench综合测试功能
查看帮助文档
sysbench --help
Usage:
sysbench [options]... [testname] [command]
Commands implemented by most tests: prepare run cleanup help
General options:
--threads=N number of threads to use [1]，创建测试线程的数目。默认为1.
--events=N limit for total number of events [0],请求的最大数目,0代表不限制。
--time=N limit for total execution time in seconds [10]，最大执行时间，单位是s。默认是10s
--forced-shutdown=STRING number of seconds to wait after the --time limit before forcing shutdown, or 'off' to disable [off],超过max-time强制中断。默认是off。
--thread-stack-size=SIZE size of stack per thread [64K],每个线程的堆栈大小。默认是64K。
--rate=N average transactions rate. 0 for unlimited rate [0]
--report-interval=N periodically report intermediate statistics with a specified interval in seconds. 0 disables intermediate reports [0],指定每多少秒在屏幕上输出一次结果
--report-checkpoints=[LIST,...] dump full statistics and reset all counters at specified points in time. The argument is a list of comma-separated values representing the amount of time in seconds elapsed from start of test when report checkpoint(s) must be performed. Report checkpoints are off by default. []
--debug[=on|off] print more debugging info [off],是否显示更多的调试信息。默认是off。
--validate[=on|off] perform validation checks where possible [off],#在可能情况下执行验证检查。默认是off。
--help[=on|off] print help and exit [off],#帮助信息
--version[=on|off] print version and exit [off],#版本信息
--config-file=FILENAME File containing command line options
--tx-rate=N deprecated alias for --rate [0]
--max-requests=N deprecated alias for --events [0]
--max-time=N deprecated alias for --time [0]
--num-threads=N deprecated alias for --threads [1]
Pseudo-Random Numbers Generator options:
--rand-type=STRING random numbers distribution {uniform,gaussian,special,pareto} [special]
--rand-spec-iter=N number of iterations used for numbers generation [12]
--rand-spec-pct=N percentage of values to be treated as 'special' (for special distribution) [1]
--rand-spec-res=N percentage of 'special' values to use (for special distribution) [75]
--rand-seed=N seed for random number generator. When 0, the current time is used as a RNG seed. [0]
--rand-pareto-h=N parameter h for pareto distribution [0.2]
Log options:
--verbosity=N verbosity level {5 - debug, 0 - only critical messages} [3],日志级别,默认为3,5=debug,0=只包含重要信息
--percentile=N percentile to calculate in latency statistics (1-100). Use the special value of 0 to disable percentile calculations [95]
--histogram[=on|off] print latency histogram in report [off]
General database options:
--db-driver=STRING specifies database driver to use ('help' to get list of available drivers) [mysql]
--db-ps-mode=STRING prepared statements usage mode {auto, disable} [auto]
--db-debug[=on|off] print database-specific debug information [off]
Compiled-in database drivers:
mysql - MySQL driver
pgsql - PostgreSQL driver
mysql options:
--mysql-host=[LIST,...] MySQL server host [localhost]
--mysql-port=[LIST,...] MySQL server port [3306]
--mysql-socket=[LIST,...] MySQL socket
--mysql-user=STRING MySQL user [sbtest]
--mysql-password=STRING MySQL password []
--mysql-db=STRING MySQL database name [sbtest]
--mysql-ssl[=on|off] use SSL connections, if available in the client library [off]
--mysql-ssl-cipher=STRING use specific cipher for SSL connections []
--mysql-compression[=on|off] use compression, if available in the client library [off]
--mysql-debug[=on|off] trace all client library calls [off]
--mysql-ignore-errors=[LIST,...] list of errors to ignore, or "all" [1213,1020,1205]
--mysql-dry-run[=on|off] Dry run, pretend that all MySQL client API calls are successful without executing them [off]
pgsql options:
--pgsql-host=STRING PostgreSQL server host [localhost]
--pgsql-port=N PostgreSQL server port [5432]
--pgsql-user=STRING PostgreSQL user [sbtest]
--pgsql-password=STRING PostgreSQL password []
--pgsql-db=STRING PostgreSQL database name [sbtest]
Compiled-in tests:#测试项目
fileio - File I/O test
cpu - CPU performance test
memory - Memory functions speed test,#内存
threads - Threads subsystem performance test,#线程
mutex - Mutex performance test#互斥性能测试
See 'sysbench <testname> help' for a list of options for each test.
测试CPU的帮助文档
#sysbench --test=cpu help
--cpu-max-prime=N 最大质数发生器数量。默认是10000
测试IO的帮助文档
# sysbench --test=fileio help
WARNING: the --test option is deprecated. You can pass a script name or path on the command line without any options.
sysbench 1.0.17 (using system LuaJIT 2.0.4)
fileio options:
--file-num=N number of files to create [128],创建测试文件的数量。默认是128
--file-block-size=N block size to use in all IO operations [16384],测试时文件块的大小。默认是16384(16K)
--file-total-size=SIZE total size of files to create [2G],测试文件的总大小。默认是2G
--file-test-mode=STRING 文件测试模式{seqwr(顺序写), seqrewr(顺序读写), seqrd(顺序读), rndrd(随机读), rndwr(随机写), rndrw(随机读写)}
--file-io-mode=STRING 文件操作模式{sync(同步),async(异步),fastmmap(快速map映射),slowmmap(慢map映射)}。默认是sync
--file-async-backlog=N number of asynchronous operatons to queue per thread [128]
--file-extra-flags=[LIST,...] 使用额外的标志来打开文件{sync,dsync,direct} 。默认为空
--file-fsync-freq=N 执行fsync()的频率。(0 – 不使用fsync())。默认是100
--file-fsync-all[=on|off] 每执行完一次写操作就执行一次fsync。默认是off
--file-fsync-end[=on|off] 在测试结束时才执行fsync。默认是on
--file-fsync-mode=STRING 使用哪种方法进行同步{fsync, fdatasync}。默认是fsync
--file-merged-requests=N 如果可以，合并最多的IO请求数(0 – 表示不合并)。默认是0
--file-rw-ratio=N 测试时的读写比例，默认时为1.5，即可3：2。
测试内存的帮助文档
# sysbench --test=memory help
WARNING: the --test option is deprecated. You can pass a script name or path on the command line without any options.
sysbench 1.0.17 (using system LuaJIT 2.0.4)
memory options:
--memory-block-size=SIZE 测试时内存块大小。默认是1K
--memory-total-size=SIZE 传输数据的总大小。默认是100G
--memory-scope=STRING 内存访问范围{global,local}。默认是global
--memory-hugetlb=[on|off] 从HugeTLB池内存分配。默认是off
--memory-oper=STRING 内存操作类型。{read, write, none} 默认是write
--memory-access-mode=STRING存储器存取方式{seq,rnd} 默认是seq
测试线程的帮助文档
# sysbench threads help
sysbench 1.0.17 (using system LuaJIT 2.0.4)
threads options:
--thread-yields=N number of yields to do per request [1000],每个请求产生多少个线程。默认是1000
--thread-locks=N number of locks per thread [8],每个线程的锁的数量。默认是8
sysben基本命令格式
sysbench [general-options]... --test=<test-name> [test-options]... command
General options: #通用选项
--num-threads=N number of threads to use [1] #创建测试线程的数目。默认为1.
--max-requests=N limit for total number of requests [10000] #请求的最大数目。默认为10000，0代表不限制。
--max-time=N limit for total execution time in seconds [0] #最大执行时间，单位是s。默认是0,不限制。
--forced-shutdown=STRING amount of time to wait after --max-time before forcing shutdown [off] #超过max-time强制中断。默认是off。
--thread-stack-size=SIZE size of stack per thread [32K] #每个线程的堆栈大小。默认是32K。
--init-rng=[on|off] initialize random number generator [off] #在测试开始时是否初始化随机数发生器。默认是off。
--test=STRING test to run #指定测试类型。
fileio
cpu
memory
threads
mutex
--debug=[on|off] print more debugging info [off] #是否显示更多的调试信息。默认是off。 --validate=[on|off] perform validation checks where possible [off] #在可能情况下执行验证检查。默认是off。
--help=[on|off] print help and exit #帮助信息。 --version=[on|off] print version and exit #版本信息。
--report-interval --指定每多少秒在屏幕上输出一次结果
--日志选项
--verbosity=N --日志级别,默认为3,5=debug,0=只包含重要信息
Compiled-in tests: #测试项目
fileio - File I/O test #IO
cpu - CPU performance test #CPU
memory - Memory functions speed test #内存
threads - Threads subsystem performance test #线程
mutex - Mutex performance test #互斥性能测试
oltp - OLTP test # 数据库，事务处理
执行CPU测试
常用参数
–cpu-max-prime: 素数生成数量的上限
–threads: 线程数
–time: 运行时长，单位秒
–events: event上限次数
执行测试：
测试场景1：默认开启一个线程
sysbench cpu --time=60 run
[root@localhost ~]# sysbench cpu --time=60 run
sysbench 1.0.20 (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta2)
Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time
Prime numbers limit: 10000
Initializing worker threads...
Threads started!
CPU speed:
events per second: 836.83 // CPU速度
General statistics:
total time: 60.0004s //运行时间60s
total number of events: 50212 //60s内共执行50212次event
Latency (ms):
min: 1.18 //最小耗时1.18ms
avg: 1.19 //平均耗时1.19ms
max: 2.76 //最大耗时2.76ms
95th percentile: 1.21 //95％在1.21ms内完成
sum: 59975.10
Threads fairness:
events (avg/stddev): 50212.0000/0.00
execution time (avg/stddev): 59.9751/0.00
测试场景2：开启8个线程
sysbench cpu --time=60 --threads=8 run
[root@localhost ~]# sysbench cpu --time=60 --threads=8 run
sysbench 1.0.20 (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta2)
Running the test with following options:
Number of threads: 8
Initializing random number generator from current time
Prime numbers limit: 10000
Initializing worker threads...
Threads started!
CPU speed:
events per second: 3329.87 //CPU速度
General statistics:
total time: 60.0012s //运行时间60s
total number of events: 199802 //60s内所有线程共执行199802次event
Latency (ms):
min: 1.18 //最小耗时1.18ms
avg: 2.40 //平均耗时2.40ms
max: 67.19 //最大耗时67.19ms
95th percentile: 11.24 //95％在11.24ms内完成
sum: 479692.58
Threads fairness:
events (avg/stddev): 24975.2500/87.36
execution time (avg/stddev): 59.9616/0.01
![[LeetCode周赛复盘] 第 329 场周赛20230122](https://img-blog.csdnimg.cn/b66cc45759404ae0976081c19c9c3e77.png)
