一、概述

在日常工作中，CPU壓力測試是一項(xiàng)常見的工作，主要用到如下場景：

• 微調(diào)系統(tǒng)上的活動(dòng)。
• 監(jiān)控操作系統(tǒng)內(nèi)核接口。
• 測試您的Linux 硬件組件，例如 CPU、內(nèi)存、磁盤設(shè)備和許多其他組件，以觀察它們在壓力下的性能。
• 測量系統(tǒng)上不同的功耗負(fù)載。

今天介紹兩個(gè)重要的工具：stress和stress-ng，用于在您的 Linux 系統(tǒng)下進(jìn)行壓力測試。

1、stress– 是一種工作負(fù)載生成器工具，旨在讓您的系統(tǒng)承受 CPU、內(nèi)存、I/O 和磁盤壓力的可配置測量。

2、stress -ng – 是壓力工作負(fù)載生成器工具的更新版本，可測試您的系統(tǒng)的以下功能：

• CPU 計(jì)算
• 驅(qū)動(dòng)壓力
• I/O 同步
• 管道 I/O
• 緩存抖動(dòng)
• 虛擬機(jī)壓力
• socket壓力
• 進(jìn)程創(chuàng)建和終止
• 上下文切換屬性

重要提示：強(qiáng)烈建議您以 root 用戶權(quán)限使用這些工具，因?yàn)樗鼈兛梢匀绱丝焖俚貙?duì)您的 Linux 機(jī)器施加壓力，并避免在設(shè)計(jì)不佳的硬件上出現(xiàn)某些系統(tǒng)錯(cuò)誤。

二、如何在 Linux 中安裝stress工具

1、 安裝stress

要在RHEL / CentOS和Fedora Linux上安裝壓力，您需要有 EPEL 存儲(chǔ)庫，然后鍵入以下 yum 命令進(jìn)行安裝：

# yum install stress

stress的使用方法：

$ sudo stress option argument

• 要產(chǎn)生N個(gè)在 sqrt() 函數(shù)上運(yùn)行的worker，請(qǐng)使用–cpu N選項(xiàng)。
• 要產(chǎn)生N個(gè)在 sync() 函數(shù)上運(yùn)行的worker，請(qǐng)使用–io N選項(xiàng)。
• 要生成在 malloc()/free() 函數(shù)上運(yùn)行的N個(gè)工作程序，請(qǐng)使用–vm N選項(xiàng)。
• 要為每個(gè) vm worker 分配內(nèi)存，請(qǐng)使用–vm-bytes N選項(xiàng)。
• 您可以使用–vm-keep選項(xiàng)重新分配內(nèi)存，而不是釋放和重新分配內(nèi)存資源。
• 使用–vm-hang N選項(xiàng)在釋放內(nèi)存之前將睡眠設(shè)置為N秒。
• 要產(chǎn)生 N個(gè)在 write()/unlink() 函數(shù)上旋轉(zhuǎn)的工作人員，請(qǐng)使用–hdd N選項(xiàng)。
• 您可以使用–timeout N選項(xiàng)在N秒后設(shè)置超時(shí)。
• 通過使用–backoff N選項(xiàng)在任何工作開始之前設(shè)置N微秒的等待。

2、如何在 Linux 系統(tǒng)上使用stress

（1）要檢查每次運(yùn)行命令的效果，首先運(yùn)行uptime命令并記下平均負(fù)載。

接下來，運(yùn)行壓力命令以生成 8 個(gè)在sqrt()上運(yùn)行的worker，超時(shí)時(shí)間為20秒。運(yùn)行壓力后，再次運(yùn)行uptime命令并比較負(fù)載平均值。

localhost ~ $  uptime 
localhost ~ $  sudo stress --cpu 8 --timeout 20 
localhost ~ $  uptime

（2）要生成 8 個(gè)在 sqrt() 上運(yùn)行且超時(shí)為30秒的worker，顯示有關(guān)操作的詳細(xì)信息，請(qǐng)運(yùn)行以下命令：

localhost ~ $  uptime 
localhost ~ $  sudo stress --cpu 8 -v --timeout 30s 
localhost ~ $  uptime

（3）要生成一個(gè)具有60秒超時(shí)時(shí)間的malloc()和free()函數(shù)的worker ，請(qǐng)運(yùn)行以下命令。

localhost ~ $  uptime 
localhost ~ $  sudo stress --vm 1 --timeout 60s  
localhost ~ $  uptime

（4）要在 sqrt() 上生成 4 個(gè) worker，在 sync() 上生成 2 個(gè) worker，在 malloc()/free() 上生成 2 個(gè) worker，超時(shí)時(shí)間為 20 秒，并為每個(gè) vm worker 分配 256MB 的內(nèi)存，運(yùn)行這個(gè)下面的命令。

localhost ~ $  uptime 
localhost ~ $  sudo stress --cpu 4 --io 3 --vm 2 --vm-bytes 256M --timeout 20s  
localhost ~ $  uptime

三、如何在 Linux 中安裝stress-ng工具

1、 安裝stress-ng

要安裝stress-ng，請(qǐng)運(yùn)行以下命令。

# yum install stress-ng [在基于RedHat的系統(tǒng)上]

使用stress-ng的一般語法是：

$ sudo stress-ng 選項(xiàng)參數(shù)

您可以與stress-ng一起使用的一些選項(xiàng)：

• 要啟動(dòng)每個(gè)壓力測試的 N 個(gè)實(shí)例，請(qǐng)使用–all N選項(xiàng)，如下所示。
• 要通過順序執(zhí)行所有不同的 CPU 壓力測試方法來啟動(dòng) N 個(gè)進(jìn)程來鍛煉 CPU，請(qǐng)使用–cpu N選項(xiàng)，如下所示。
• 要使用給定的 CPU 壓力測試方法，請(qǐng)使用–cpu-method選項(xiàng)。您可以使用許多方法，查看手冊頁以查看所有要使用的方法。
• 要在 N 個(gè) bogo 操作后停止 CPU 壓力過程，請(qǐng)使用–cpu-ops N選項(xiàng)。
• 要啟動(dòng) NI/O 壓力測試過程，請(qǐng)使用–io N選項(xiàng)。
• 要在 N 個(gè) bogo 操作后停止 io 壓力過程，請(qǐng)使用 –io -ops N選項(xiàng)。
• 要啟動(dòng) N 個(gè) vm 壓力測試進(jìn)程，請(qǐng)使用–vm N選項(xiàng)。
• 要指定每個(gè) vm 進(jìn)程的內(nèi)存量，請(qǐng)使用–vm-bytes N選項(xiàng)。
• 要在 N 個(gè) bogo 操作后停止 vm 壓力進(jìn)程，請(qǐng)使用–vm-ops N 個(gè)選項(xiàng)
• 使用–hdd N選項(xiàng)啟動(dòng) N 個(gè)硬盤運(yùn)行進(jìn)程。
• 要在 N 個(gè) bogo 操作后停止硬盤壓力過程，請(qǐng)使用–hdd-ops N選項(xiàng)。
• 您可以使用–timeout N選項(xiàng)在 N 秒后設(shè)置超時(shí)。
• 要在 bogo 操作后生成摘要報(bào)告，您可以使用–metrics或–metrics-brief選項(xiàng)。–metrics -brief顯示非零指標(biāo)。
• 您還可以使用–dir N選項(xiàng)啟動(dòng) N 個(gè)進(jìn)程，這些進(jìn)程將使用 mkdir 和 rmdir 創(chuàng)建和刪除目錄。
• 要停止目錄操作進(jìn)程，請(qǐng)使用–dir-ops N選項(xiàng)。
• 要啟動(dòng) N 個(gè) CPU 消耗進(jìn)程來執(zhí)行當(dāng)前的 nice 級(jí)別，包括
• -nice N選項(xiàng)。使用此選項(xiàng)時(shí)，每次迭代都會(huì)派生一個(gè)子進(jìn)程，該子進(jìn)程會(huì)運(yùn)行一個(gè)繁忙的循環(huán)，每個(gè)級(jí)別運(yùn)行 0.1 秒，然后退出所有不同的 nice 級(jí)別。
• 要停止 nice 循環(huán)，請(qǐng)使用–nice-ops N選項(xiàng)，如下所示。
• 要啟動(dòng)通過 chmod(2) 和 fchmod(2) 在同一文件上更改文件模式位的 N 個(gè)進(jìn)程，請(qǐng)使用–chmod N選項(xiàng)。請(qǐng)記住，N 的值越大，文件的爭用就越多。壓力源將通過您使用 chmod(2) 指定的所有模式位組合來工作。
• 您可以通過–chmod-ops N選項(xiàng)停止 chmod 操作。
• 您可以使用-v選項(xiàng)來顯示有關(guān)正在進(jìn)行的操作的更多信息。
• 使用-h查看stress-ng 的幫助。

2、如何在 Linux 系統(tǒng)中使用stress-ng

（1）運(yùn)行 8 個(gè) CPU 壓力源，超時(shí)時(shí)間為 60 秒，并在操作結(jié)束時(shí)進(jìn)行匯總。

localhost:~$ uptime
localhost:~$ sudo stress-ng --cpu 8 --timeout 60 --metrics-brief
localhost:~$ uptime

（2）運(yùn)行4 個(gè)FFT CPU 壓力源，超時(shí)時(shí)間為 2 分鐘。

localhost:~$ uptime
localhost:~$ sudo stress-ng --cpu 4 --cpu-method fft --timeout 2m
localhost:~$ uptime

（3）要運(yùn)行 5 個(gè)硬盤壓力源并在 100000 次 bogo 操作后停止，請(qǐng)運(yùn)行此命令

localhost:~$ uptime
localhost:~$ sudo stress-ng --hdd 5 --hdd-ops 100000
localhost:~$ uptime

（3）要使用 1GB 虛擬內(nèi)存運(yùn)行 8 個(gè) CPU 壓力源、4 個(gè) I/O 壓力源和 1 個(gè)虛擬內(nèi)存壓力源一分鐘，請(qǐng)運(yùn)行以下命令

localhost:~$ uptime
localhost:~$ sudo stress-ng --cpu 4 --io 4 --vm 1 --vm-bytes 1G --timeout 60s --metrics-brief
localhost:~$ uptime

四、小結(jié)

這些工具應(yīng)該與超級(jí)用戶權(quán)限一起使用，因?yàn)樗鼈儗?duì)系統(tǒng)有一定的影響。這些工具適用于 Linux中的系統(tǒng)管理。