linux系统压力模拟工具stress

Posted 2021-12-23 sysu_lluozh

CentOS7的EPEL源包含了2个压力测试工具，一个是标准的stress，另一个是其升级版stress-ng

stress可以在linux系统下生成CPU/Memory/IO/Disk负载，经常用于异常进程模拟平均负载升高的场景

一、安装

yum install -y epel-release.noarch && yum -y update
yum install -y stress stress-ng

二、stress

2.1 参数说明

直接运行stress就会列出关于stress的简单说明

• -?
  显示帮助信息
• -v
  显示版本号
• -q
  不显示运行信息
• -n
  --dry-run显示已经完成的指令执行情况
• -t
  --timeout N指定运行N秒后停止
  --backoff N等待N微秒后开始运行
• -c
  --cpu产生n个进程 每个进程都反复不停的计算随机数的平方根
• -i
  --io 产生n个进程 每个进程反复调用sync()，sync()用于将内存上的内容写到硬盘上
• -m
  --io forks产生多个处理sync()函数的磁盘I/O进程
  --vm n产生n个进程,每个进程不断调用内存分配malloc和内存释放free函数
  --vm-bytes B指定malloc时内存的字节数(默认256MB)
  --vm-hang N指示每个消耗内存的进程在分配到内存后转入休眠状态，与正常的无限分配和释放内存的处理相反，这有利于模拟只有少量内存的机器
• -d
  --hadd n产生n个执行write和unlink函数的进程
  --hadd-bytes B指定写的字节数，默认是1GB
  --hadd-noclean不要将写入随机ASCII数据的文件unlink，则写入的文件不删除，会保留在硬盘空间

2.2 使用示例

2.2.1 对CPU进行压力测试

使用stress -c N让stress生成N个工作进程进行开方运算，以此对CPU产生负载

比如若CPU有四个核，那么可以运行

stress -c 4

• 查看资源使用情况

• 查看stress进程信息

ps -elf |grep stress |grep -v grep

结果如下：

发现一共有5个stress进程，其中有4个进程是28308进程派生出来的工作进程，而且每个工作进程占用的CPU利用率都接近100%

2.2.2 对内存进行压力测试

使用stress -m N让stress生成N个工作进程来占用内存，每个进程默认占用256M内存，但可以通过--vm-bytes进行设置

stress -m 5 --vm-bytes 500M

执行以上命令生成5个进程，每个进程占用500M内存

• 查看资源使用情况

• 查看stress进程信息

ps -elf |grep stress |grep -v grep

结果如下：

显然生成5个进程，每个进程占用500M内存

但是通过dstat可以发现，其实总占用内存并未2.5G，而且虽然只是对内存进行压力测试，但实际上CPU也是很繁忙的，占有率60%

2.2.3 对磁盘进行压力测试

对磁盘压力测试有两个参数：

• stress -i N
  产生N个进程，每个进程反复调用sync()将内存上的内容写到硬盘上.
• stress -d N
  产生N个进程，每个进程往当前目录中写入固定大小的临时文件，然后执行unlink操作删除该临时文件
  临时文件的大小默认为1G，但可以通过--hdd-bytes设置临时文件的大小

stress -i 2 -d 4 --hdd-bytes 512M

• 执行操作

[root@localhost21 ~]# df -h .
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   50G   38G   13G   76% /

[root@localhost21 ~]# stress -i 2 -d 4 --hdd-bytes 512M &
[1] 20101
[root@localhost21 ~]# stress: info: [20101] dispatching hogs: 0 cpu, 2 io, 0 vm, 4 hdd

[root@localhost21 ~]# df -h .
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   50G   36G   11G   78% /

可以发现压力测试时，当前目录所在可用空间少了2G

2.2.4 同时对多项指标进行压力测试

stress支持同时对多个指标进行压力测试，只需要把上面的参数组合起来就行

stress -c 4 -m 2 -d 1

• 查看stress进程

ps -elf |grep stress |grep -v grep

结果如下：

可以发现工作进程一共有7个，也就是说每个进程只负责一项测试

2.2.5 设置超时时间

通过-t TIMEOUT可以让stress只运行一段时间后自动退出，一般使用在写脚本的时候

stress -c 4 -m 2 -d 1 -t 10s
stress: info: [19302] dispatching hogs: 4 cpu, 0 io, 2 vm, 1 hdd
stress: info: [19302] successful run completed in 11s

运行上面的测试，10秒后自动退出

三、stress-ng

接下来看看stress的升级版stress-ng的使用，可以查看stress-ng的源码

stress-ng完全兼容stress, 并且在此基础上通过几百个参数，可以产生各种复杂的压力

3.1 参数说明

-c N：运行N worker CPU压力测试进程
--cpu-method all：worker从迭代使用30多种不同的压力算法，包括pi, crc16, fft等等
-tastset N：将压力加到指定核心上
-d N：运行N worker HDD write/unlink测试
-i N：运行N worker IO测试

3.2 使用示例

• 产生2个worker做圆周率算法压力

stress-ng -c 2 --cpu-method pi

• 产生2个worker从迭代使用不同的压力算法

30多种不同的压力算法，包括pi, crc16, fft等

stress-ng -c 2 --cpu-method all

• 产生2个worker调用socket相关函数产生压力

stress-ng --sock 2

• 产生2个worker读取tsc产生压力

stress-ng --tsc 2

• 将压力指定到特定的cpu上

除了能够产生不同类型的压力，比如将压力指定到cpu 0,2,3,6

stress-ng --sock 4 --taskset 0,2-3,6