Linux性能测试
Linux操作系统内核性能测试与调优
Linux操作系统内核性能测试与调优操作系统是计算机系统中最核心的软件之一，它负责协调和管理计算机硬件资源以及提供统一的用户界面。
Linux操作系统因其开放源代码、稳定性和安全性而备受欢迎。
然而，在大规模和高负载的环境中，Linux操作系统的性能可能会出现瓶颈。
因此，进行内核性能测试与调优是非常重要的。
一、性能测试的重要性在处理大量数据和并发用户请求时，操作系统的性能会成为瓶颈。
通过性能测试，我们可以了解操作系统在不同负载情况下的表现，进而定位和解决性能瓶颈。
性能测试有助于提高系统的响应时间、吞吐量和并发性能，从而确保系统的稳定运行。
二、性能测试的分类1. 压力测试：通过模拟实际用户行为或产生大量虚拟用户，并观察系统在负载增加的情况下的响应时间和吞吐量。
常用的压力测试工具包括Apache JMeter和Gatling等。
2. 负载测试：通过模拟实际业务场景，并且能够测试系统在高负载情况下的响应能力和稳定性。
这种测试方法可以帮助我们发现系统在繁忙时是否仍然能够正常工作，并识别可能存在的性能瓶颈。
3. 并发测试：通过模拟多个并发用户并行执行相同或不同的操作，以验证系统在并发访问下的性能表现。
这种测试方法可以评估系统的并发处理能力和资源利用率。
三、内核性能调优的重要性Linux操作系统的性能与其内核配置息息相关。
对内核的性能调优可以提高系统的响应速度、降低延迟和提高吞吐量。
通过调整内核参数和优化内核模块，可以使操作系统更好地适应特定的工作负载。
四、内核性能调优的方法1. 内核参数调整：根据系统的工作负载特点，适当调整内核参数。
例如，可以通过修改TCP/IP堆栈参数来提高网络性能，或者通过修改文件系统参数来提高磁盘I/O性能。
2. 内核模块优化：优化内核使用的模块，选择性加载和卸载不必要的模块，以减少内核的资源占用和启动时间。
3. 中断处理优化：通过合理分配和调整中断处理的优先级，减少中断处理的开销，提高系统的性能。
性能测试报告
性能测试报告目录一、性能测试概述 (3)1.1 测试目的 (3)1.2 测试环境 (4)1.3 测试范围 (5)1.4 测试方法 (6)二、硬件配置 (7)2.1 服务器配置 (8)2.2 网络配置 (9)2.3 存储配置 (11)三、软件环境 (12)3.1 操作系统版本 (13)3.2 数据库版本 (14)3.3 应用程序版本 (15)3.4 其他依赖软件版本 (16)四、性能测试指标 (18)4.1 响应时间 (18)4.2 并发用户数 (19)4.3 CPU使用率 (20)4.4 内存使用率 (21)五、性能测试结果分析 (22)5.1 响应时间分析 (23)5.2 并发用户数分析 (24)5.3 CPU使用率分析 (26)5.4 内存使用率分析 (27)5.5 磁盘I/O分析 (27)5.6 网络带宽分析 (28)5.7 吞吐量分析 (29)5.8 错误率分析 (30)5.9 稳定性分析 (31)5.10 可扩展性分析 (33)六、性能优化建议 (34)6.1 响应时间优化建议 (35)6.2 并发用户数优化建议 (36)6.3 CPU使用率优化建议 (37)6.4 内存使用率优化建议 (38)6.5 磁盘I/O优化建议 (39)6.6 网络带宽优化建议 (40)6.7 吞吐量优化建议 (41)6.8 错误率优化建议 (43)6.9 稳定性优化建议 (44)6.10 可扩展性优化建议 (45)一、性能测试概述性能测试是软件开发过程中的重要环节，旨在评估软件在特定负载和环境下，其性能表现是否满足预期的业务需求和用户要求。
通过性能测试，我们可以了解软件在不同场景下的响应速度、稳定性、可扩展性等方面的表现，从而为优化软件提供有力支持。
本次性能测试旨在对XX软件进行全面的评估，包括CPU使用率、内存占用、磁盘IO、网络带宽等关键指标。
测试环境采用模拟真实生产环境的硬件和软件配置，以确保测试结果的准确性和可靠性。
性能测试常见指标
性能测试常见指标最近在学习性能测试的东西，对于⼀些常见性能测试指标做些总结，保存在这⾥⽅便后期查阅，⽂中摘抄⾃某⼤神的博客，⽂末放原⽂链接，有需要的童鞋可以更深⼊了解！什么是性能测试？压⼒测试：强调极端暴⼒稳定性测试：在⼀定压⼒下，长时间运⾏的情况基准测试：在特定条件下的性能测试负载测试：不同负载下的表现容量测试：最优容量概述不同⼈群关注的性能指标各有侧重。
后台服务接⼝的调⽤者⼀般只关⼼吞吐量、响应时间等外部指标。
后台服务的所有者不仅仅关注外部指标，还会关注CPU、内存、负载等内部指标。
拿某打车平台来说，它所关⼼的是智能提⽰的外部指标能不能抗住因⼤波优惠所导致的流量激增。
⽽对于智能提⽰服务的开发、运维、测试⼈员，不仅仅关注外部指标，还会关注CPU、内存、IO等内部指标，以及部署⽅式、服务器软硬件配置等运维相关事项。
外部指标从外部看，性能测试主要关注如下三个指标吞吐量：每秒钟系统能够处理的请求数、任务数。
响应时间：服务处理⼀个请求或⼀个任务的耗时。
错误率：⼀批请求中结果出错的请求所占⽐例。
响应时间的指标取决于具体的服务。
如智能提⽰⼀类的服务，返回的数据有效周期短（⽤户多输⼊⼀个字母就需要重新请求），对实时性要求⽐较⾼，响应时间的上限⼀般在100ms以内。
⽽导航⼀类的服务，由于返回结果的使⽤周期⽐较长（整个导航过程中），响应时间的上限⼀般在2-5s。
对于响应时间的统计，应从均值、.90、.99、分布等多个⾓度统计，⽽不仅仅是给出均值。
下图是响应时间统计的⼀个例⼦吞吐量的指标受到响应时间、服务器软硬件配置、⽹络状态等多⽅⾯因素影响。
吞吐量越⼤，响应时间越长。
服务器硬件配置越⾼，吞吐量越⼤。
⽹络越差，吞吐量越⼩。
在低吞吐量下的响应时间的均值、分布⽐较稳定，不会产⽣太⼤的波动。
在⾼吞吐量下，响应时间会随着吞吐量的增长⽽增长，增长的趋势可能是线性的，也可能接近指数的。
当吞吐量接近系统的峰值时，响应时间会出现激增。
Linux下测试工具简介
iozone3_326
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测试步骤：
1、硬盘上有空闲空间，新建一20g的分区，格式化为ext3格式，然 后挂载分区 2、将测试工具包iozone3_326.tar拷贝到/opt目录下，并解压缩 3、进入测试工具iozone的目录： # cd iozone3_326/src/current 4、查看CPU位宽： # file /bin/ls 5、依据位宽大小选择编译方式，如果是32-bit，则执行： # make linux 如果是64-bit，则执行 # make linux-AMD64
lmbench-3.0-a7
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– – – – – Options to control job placement，选择1 Memory设置为略大于4倍的cache size Email最好选择no，避免太长时间 其余选项保持默认即可 下次测试时，可以直接make rerun，不必重新配置
ltp-full-20091231
• 测试目的： – 为系统提供足够的压力，评估在超越最大负载的情况 下系统的运行，是系统在正常的情况下对某种负载强 度的承受能力的考验 。
• LTP套件的测试用例：包含了超过2000个测试用例，涵盖 了内核的大多数接口，如系统调用、内存、IPC、I/O、文 件系统和网络。 • LTP测试的过程主要分为两个阶段
• • •
4.写入结果并查看： # make see # mv results/summary.out results/`date+%y%m%d%H%M`.summay.out
Linux系统性能测试脚本使用Shell脚本实现对Linux系统性能的压力测试和评估
Linux系统性能测试脚本使用Shell脚本实现对Linux系统性能的压力测试和评估在开发和运维过程中，评估和测试系统性能是至关重要的。
这有助于发现可能存在的瓶颈和问题，以便及时采取措施进行优化和改进。
Linux系统提供了丰富的工具和命令来评估和测试系统性能，而其中使用Shell脚本来实现性能测试可以更加方便和有效。
一、性能测试的目的和重要性性能测试是为了评估计算机系统或软件在特定条件下的运行性能。
它可用于评估系统的稳定性、可靠性、可扩展性、响应时间等指标。
通过性能测试，我们可以发现系统的瓶颈，优化资源的利用，提高系统的吞吐量和响应速度。
二、Shell脚本的优势Shell脚本是Linux系统中常用的脚本语言，具有以下优势：1. 简单易用：Shell脚本语法相对简单，易于理解和学习，而且可以直接在终端运行，不需要编译和链接过程。
2. 灵活性高：Shell脚本可以通过调用系统命令和工具来实现各种功能，包括性能测试。
并且可以结合其他脚本语言进行更复杂的操作。
3. 命令丰富：在Linux系统中，有大量的命令和工具可供使用，可以通过Shell脚本集成这些命令和工具来完成性能测试任务。
三、Shell脚本实现性能测试的步骤1. 设定测试环境：在开始性能测试之前，需要准备适当的环境，并安装必要的工具和软件。
例如，可以使用yum命令安装sysstat工具和其他性能测试工具。
2. 编写Shell脚本：Shell脚本负责执行性能测试的具体步骤和命令。
可以使用循环结构和计时器来模拟实际的压力测试情况。
3. 运行脚本：通过运行Shell脚本，可以执行性能测试并获取测试结果。
测试结果可以保存到文件中以便后续分析和比较。
4. 分析测试结果：根据测试结果，可以进行性能评估和分析，找出性能瓶颈，并提出相应的优化建议。
四、Shell脚本示例下面是一个简单的Shell脚本示例，用于实现Linux系统的CPU、内存和磁盘性能测试。
```bash#!/bin/bash# 测试CPU性能echo "CPU性能测试开始..."sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=20000 runecho "CPU性能测试结束。
性能测试工具Lmbench使用说明
cos性能测试工具Lmbench的安装使用与参数说明1 工具简介Linux性能测试工具Lmbench是一套简易可移植的，符合ANSI/C标准为UNIX/POSIX而制定的微型测评工具。
一般来说，它衡量两个关键特征：反应时间和带宽。
Lmbench旨在使系统开发者深入了解关键操作的基础成本。
其官方网站是： /lmbench/。
2 安装过程及一般错误解决办法安装使用Linux性能测试工具Lmbench 的安装相对比较简单，到其官方网站下载压缩包Lmbench3.tar.gz下面以lmbench3.tar.gz在/opt目录下为列，说明安装方法解压tar -xzvf lmbench3.tar.gzcd lmbench3make results如果在make 的时候出错，提示类似$make resultsmake[1]: Entering directory `/home/kyuan/lmbench3/src'gmake[2]: Entering directory `/home/kyuan/lmbench3/src'gmake[2]: *** No rule to make target `../SCCS/s.ChangeSet', needed by bk.ver'..gmake[2]: Leaving directory `/home/kyuan/lmbench3/src'make[1]: *** [lmbench] Error 2make[1]: Leaving directory `/home/kyuan/lmbench3/src'make: *** [results] Error 2这是需要修改src/Makefile，将这么一行(在231 行的样子)，将$O/lmbench : ../scripts/lmbench bk.ver中的bk.ver 去掉，就可以了。
10大主流性能测试工具，总有一款适合你
10⼤主流性能测试⼯具，总有⼀款适合你由于开发的⽬的和侧重点不同，其市⾯上流⾏的压⼒/负载/性能测试⼯具多是来⾃国外，近年来国内的性能测试⼯具也如⾬后春笋崛起。
同时由于开发的⽬的和侧重点不同，其功能也有很⼤差异，下⾯就为您简单介绍10款⽬前最常见的测试产品。
功能也有很⼤差异，01kylinTOP测试与监控平台（商⽤）性能测试kylinTOP测试与监控平台是⼀款B/S架构的跨平台的集性能测试、⾃动化测试、业务监控于⼀体的测试平台，它是深圳是奇林软件有限公司旗下的⼀款产品，该⼯具开放10个免费虚拟⽤户可供学习和使⽤。
、⾃动化测试、业务监控于⼀体⾕歌和⽕狐都⽀持⾮常好。
在易⽤性上较好，录制脚本⽀持最新版本的浏览器，对⾕歌和⽕狐仿真能⼒上是⽬前业录制过程⾼效便捷这是其它性能⼯具⽆法⽐拟的。
仿真能⼒对⼀些https.的⽹站证书问题，都为⽤户⾃动处理好了，可以轻松录制。
录制过程⾼效便捷界做的最好的性能⼯具，可以做到完全仿真浏览器⾏为，也就是单⽤户的HTTP请求瀑布图可以和浏览器完全⼀样。
总之它是⽬前国内⼀款⾮常难可以完全替代国外的同类产品。
⽬前在军⼯领域、测评检测机构、国有企业、银⾏体系、⼤型企业有着⼴泛的应⽤。
⽀得好⽤的性能测试⼯具，可以完全替代国外的同类产品。
持的协议较多，尤其在视频领域⽀持的协议⾮常多，具有独特的优势。
02LoadRunner（商⽤）是⼀款C/S架构的商业版性能测试⼯具，在国内存在的时间较早，在国内在使⽤较⼴泛，知名度较⾼。
该⼯具免费开放了50个虚拟⽤户，可供学破解版的仿真度较差，HTTP的瀑布图是按两个两个并发（与习和使⽤。
在国内的⽹站上有破解版本，但是到了最新的12版本，不再有破解版。
破解版的仿真度较差，浏览器⾏为不⼀样），最新版本的仿真相对提⾼很多，对于HTTP静态请求相似度请求提⾼到80%，⽽动态请求就要差很多。
动态请求就要差很多。
很多不常⽤的协议都⽀持，如电⼦邮件相关协议都⽀持。
性能测试--瓶颈分析方法
性能测试－－瓶颈分析方法1、内存分析方法内存分析用于判断系统有无内存瓶颈，是否需要通过增加内存等手段提高系统性能表现。
内存分析需要使用的计数器：Memory类别和Physical Disk类别的计数器。
内存分析的主要方法和步骤：〔1〕首先查看Memory\Available Mbytes指标如果该指标的数据比较小，系统可能出现了内存方面的问题，需要继续下面步骤进一步分析。
注：在UNIX/LINUX中，对应指标是FREE(KB)〔2〕注意Pages/sec、Pages Read/sec和Page Faults/sec的值操作系统回利用磁盘较好的方式提高系统可用内存量或者提高内存的使用效率。
这三个指标直接反应了操作系统进行磁盘交换的频度。
如果Pages/sec的技术持续高于几百，可能有内存问题。
Pages/sec值不一定大九说明有内存问题，可能是运行使用内存映射文件的程序所致。
Page Faults/sec说明每秒发生页面失效次数，页面失效次数越多，说明操作系统向内存读取的次数越多。
此事需要查看Pages Read/sec的计数值，该计数器的阀值为5，如果计数值超过5，则可以判断存在内存方面的问题。
注：在UNIX/LINUX系统中，对于指标是(page)si和(page)so.(3)根据Physical Disk计数器的值分析性能瓶颈对Physical Disk计数器的分析包括对Page Reads/sec和%Disk Time及Aerage Disk Queue Length的分析。
如果Pages Read/sec很低，同时%Disk Time 和Average Disk Queue Length的值很高，则可能有磁盘瓶颈。
但是，如果队列长度增加的同时Pages Read/sec并未降低，则是内存不足。
注：在UNIX/LINUX系统中，对应的指标是Reads(Writes)per sec、Percent of time the disk is busy和Average number of transactions waiting for service.2、处理器分析法〔1〕首先看System\%Total Processor Time 性能计数器的计数值该计数器的值表达服务器整体处理器利用率，对多处理器的系统而言，该计数器提醒所有CPU的平均利用率。
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Linux性能测试一、测试计划1.查找性能测试工具2.确定测试工具并对其进行安装、运行3.对运行结果进行分析4.对此测试工具未覆盖到的性能方面，查找其他工具5.继续分析工具测试内容6.编写测试报告二、C GL性能要求—实时处理Linux实时系统最重要的特点就是实时性，即系统的正确性不仅仅依赖于计算的逻辑结果的正确性，还取决于输出结果时间的及时性。
从这个角度看，实时系统是“一个能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和对外部环境做出响应的系统”。
按对实时性能要求的程度，实时系统可分为两类：(1) 硬实时系统：要求可确定性强，具有明确的实时约束，在某个限定的时刻之前不能完成任务将造成灾难性的后果。
(2) 软实时系统：也对时间敏感，但偶尔发生不能满足严格实时要求的情况也是允许的。
Lmbench是测试Linux系统性能的实用程序集，会产生详细的结果并提供工具来处理它们。
它包括一系列微型的基准，可以测量一些基本的操作系统和硬件指标：* 文件的读取和概括* 读、写和复制时的内存带宽* 通过管道复制数据* 通过Unix套接字复制数据* 通过TCP/ IP套接字读取数据三、L mbench套件介绍(一)原理和特色Lmbench 是一套简易可移植的，符合ANSI/C 标准为UNIX/POSIX 而制定的微型测评工具。
它主要测试部分包括文件读写、内存操作、进程创建销毁开销、网络等性能。
主要思路是在不同的存储区域之间移动数据，用以考核系统的性能。
其测试的主要包括：带宽（Bandwidth benchmarks）和延时（Latency benchmarks）。
(二)测试过程使用Linux性能测试套件Lmbench的步骤：1.到Lmbench官方网站上下载LMbench version 3.网址：/lmbench/get_lmbench.html2.解压文件并查看目录内容lmbench3/results内容。
3.修改只读文件lmbench3/src/Makefile修改该文件的第231行，避免在使用命令make的时候出错。
4.配置lmbench编译成功的话，就会出现一些选择提示以对测试进行配置并生成配置脚本。
后续的测试将使用该配置脚本，在以后测试中也能够直接使用同样的配置多次测试。
配置提示除了测试的内存范围（“MB [default 1792]”时，对内存较大的应该避免选择太大值，否则测试时间会很长）和是否Mail results 外，基本上都能够选择缺省值。
5.查看结果解释：此项是性能基本参数，其中Tlb pages是TLB（Translation Lookaside Buffer）的页面数，Cache line bytes为总线宽度，Scal load：并行的lmbench数。
解释：此项显示处理器、进程的操作时间。
Null call：简单系统调用（取进程号）。
Null I/O：简单IO操作（空读写的平均）。
Stat 取文档状态的操作。
Sig hndl：捕获处理信号。
Fork proc：Fork进程后直接退出。
Exec proc：Fork后执行execve调用再退出：Sh proc //Fork后执行shell 再退出。
解释：此项显示上下文切换的相关记录。
2p/16K表示2个并行处理16K大小的数据。
解释：本地通信传输延时，通过不同通信方式发送后自己立即读。
Pipe：管道通信。
TCP conn ：TCP建立connect并关闭描述字。
解释：此项显示的是文件和虚拟系统传输延时。
File Create & Delete：创建并删除文档。
MMap Latency：内存映射。
100fd selct：对100个文档描述符配置select的时间。
解释：本地通信带宽。
TCP //TCP通信。
File reread：文档重复读。
MMap reread：内存映射重复读。
Mem read：内存读。
Mem write：内存写解释：内存操作延时（单位：毫秒）。
L1：缓存1。
L2：缓存2。
Main Mem。
连续内存。
Rand Mem：存随机访问延时。
6.在Makefile目录下生成文件，记录本次测试的详细结果。
Lmbench 根据配置文档执行测试项之后，在results目录下会根据系统类型、系统名和操作系统类型等生成一个子目录，测试结果文档（system name+序号）就存放于该目录下。
测试完毕执行make see 可查看到测试结果报告及其说明。
总结：Lmbench是一套微基准，可以用来分析不同操作系统的设定。
包括Lmbench在内的基准可以度量多种操作系统的例行程序，如上下文转换、本地通讯、内存带宽和文件操作。
Lmbench 使用很简单，只需要知道三个重要的命令。
✧make results：首次运行Lmbench时，它会提示系统配置的一些详细信息和哪些测试会被执行。
✧make rerun：在初始化配置并完成首次运行基准后，使用make rerun命令可以重复基准使用由make results提供的配置。
make see：在运行最少三次后，可以使用make see命令查看结果。
显示的结果可以被复制到制表软件用于后续分析或图形化展示。
四、使用其他工具测试Linux性能1.vmstat：监视内存vmstat命令可对操作系统的命令报告关于内核线程、虚拟内存、磁盘、陷阱和CPU 活动的统计信息进行监视。
如加上-s参数会显示系统初始化后调页事件的绝对计数：解释：其中，r：运行队列中的进程数，在一个稳定的工作量下应该少于5。
而b表示等待队列中的进程数(等待I/O)，通常情况下是接近0的。
bi表示向一个块设备输出的块数量。
in：每秒发生的中断数量，包括时钟。
cs：每秒发生的context switches的数量。
us：非内核代码运行的时间（用户时间，包括nice时间）。
sy：内核代码运行的时间（系统时间）。
Wa显示的是等待I/O操作的时间。
1）显示详细的内核内存利用率2）显示内存页面信息，包括活跃和不活跃的内存页面3）将总数结构中的内容写入到标准输出，该结构包含从系统初始化后调页事件的绝对计数。
2.isostat：监视系统输入/输出设备负载iostat的特点是汇报磁盘活动统计情况，同时也会汇报出CPU使用情况。
它报告CPU统计信息和整个系统、适配器、tty 设备、磁盘和CD-ROM 的输入／输出统计信息。
解释：rrqm/s、wrqm/s：每秒进行merge 的读/写操作数目。
r/s、w/s：每秒完成的读/写I/O 设备次数。
avgrq-sz：平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区)。
avgqu-sz：平均I/O队列长度。
Await：平均每次设备I/O操作的等待时间(毫秒)。
Svctm：平均每次设备I/O操作的服务时间(毫秒)。
其中，svctm 一般要小于await (因为同时等待的请求的等待时间被重复计算了)，svctm 的大小一般和磁盘性能有关，CPU/内存的负荷也会对其有影响，请求过多也会间接导致svctm 的增加。
await 的大小一般取决于服务时间(svctm) 以及I/O 队列的长度和I/O 请求的发出模式。
如果svctm 比较接近await，说明I/O 几乎没有等待时间；如果await 远大于svctm，说明I/O 队列太长，应用得到的响应时间变慢。
如果响应时间超过了用户可以容许的范围，这时可以考虑更换更快的磁盘，调整内核elevator 算法，优化应用，或者升级CPU。
队列长度(avgqu-sz)也可作为衡量系统I/O 负荷的指标，但由于avgqu-sz 是按照单位时间的平均值，所以不能反映瞬间的I/O。
如果%util 接近100%，说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。
3.使用sar进行综合查看sar命令是系统维护的重要工具，主要帮助我们掌握系统资源的使用情况，特别是内存和CPU 的使用情况。
它的特点是可以连续对系统取样，获得大量的取样数据。
sar是目前Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从14个大方面对系统的活动进行报告，包括文件的读写情况、系统调用的使用情况、串口、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等。
1)使用命令行sar –n –o result 5 2。
每5秒采样一次，连续采样2次，采样结果以二进形式存入当前目录下的文件result中。
在显示内容包括：%usr：CPU处在用户模式下的时间百分比。
%sys：CPU处在系统模式下的时间百分比。
%wio：CPU等待输入输出完成时间的百分比。
%idle：CPU空闲时间百分比。
其中，%wio的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈。
%idle值高，表示CPU较空闲，如果%idle 值高但系统响应慢时，有可能是CPU等待分配内存，此时应加大内存容量。
%idle值如果持续低于10，那么系统的CPU处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是CPU。
2)使用命令行sar -v 5 2。
观察核心表的状态。
3)使用命令行sar -v报告系统表的内容。
其中：file-sz：目前核心中正在使用或分配的文件表的表项数。
inod-sz：目前核心中正在使用或分配的i节点表的表项数。