fio磁盘测试工具利用条记

本文先容磁盘性能测试工具fio在某国产操纵体系（内核4.19，gcc为7.3.0）上的编译和利用。
配景

某项目利用物理机安装某数据库，干系职员提到磁盘性能方面的要求，用fio测试32k的随机读写，性能要到达1万 IOPS。本文即举行此工具测试。
fio是一款强盛的磁盘 I/O 性能测试工具，用于评估存储装备（如硬盘、SSD、NVMe）的 吞吐量（BW）、IOPS（每秒 I/O 操纵数）和耽误（Latency）。它支持多种 I/O 引擎和工作模式，可模仿真实业务场景的压力测试。
告急特点如下：

• 多引擎支持：libaio（Linux 异步 I/O）、io_uring（高性能）、psync（同步）、mmap（内存映射）等。
  
• 机动设置：可自界说 块巨细（block size）、队列深度（iodepth）、读写比例（rwmixread） 等参数。
  
• 多线程/多使命：通过 numjobs 模仿并发负载。
  
• 跨平台：支持 Linux、Windows、macOS。
  

安装

下载：https://github.com/axboe/fio/releases 。文件：fio-3.39.tar.gz
在线安装依靠库：

1. sudo yum install libaio libaio-devel -y

复制代码

编译：

1. ./configure
2. make
3. sudo make install

复制代码

验证 libaio 支持：

1. # ./fio --enghelp | grep libaio
2.         libaio

复制代码

测试

32k随机读写测试下令，利用libaio库，下令如下：

1. fio --name=randrw_test --ioengine=libaio --iodepth=32 --rw=randrw --rwmixread=50 --bs=32k --direct=1 --size=4G --numjobs=4 --runtime=60 --time_based --group_reporting

复制代码

关键参数分析

• –iodepth=32：设置I/O队列深度为32，这对SSD/NVMe装备很告急
  
• –numjobs=4：利用4个并行线程/进程来产生负载
  
• –direct=1：绕过体系缓存，直接I/O
  
• –size=4G：每个线程测试4GB数据
  
• –runtime=60：测试运行60秒
  

测试效果的告急指标如下：

1. IOPS=423, BW=13.2MiB/s

复制代码

从效果看，测试服务器硬盘性能一样寻常般。具体效果如下：

1. # fio --name=randrw_test --ioengine=libaio --iodepth=32 --rw=randrw --rwmixread=50 --bs=32k --direct=1 --size=4G --numjobs=4 --runtime=60 --time_based --group_reporting
2. randrw_test: (g=0): rw=randrw, bs=(R) 32.0KiB-32.0KiB, (W) 32.0KiB-32.0KiB, (T) 32.0KiB-32.0KiB, ioengine=libaio, iodepth=32...fio-3.39Starting 4 processesrandrw_test: Laying out IO file (1 file / 4096MiB)randrw_test: Laying out IO file (1 file / 4096MiB)randrw_test: Laying out IO file (1 file / 4096MiB)randrw_test: Laying out IO file (1 file / 4096MiB)Jobs: 4 (f=4): [m(4)][5.0%][r=18.0MiB/s,w=18.8MiB/s][r=576,w=603 IOPS][eta 00m:5Jobs: 4 (f=4): [m(4)][6.7%][r=17.8MiB/s,w=19.2MiB/s][r=571,w=614 IOPS][eta 00m:5Jobs: 4 (f=4): [m(4)][8.3%][r=17.1MiB/s,w=16.9MiB/s][r=547,w=542 IOPS][eta 00m:5Jobs: 4 。。。(f=4): [m(4)][100.0%][r=6048KiB/s,w=6688KiB/s][r=189,w=209 IOPS][eta 00mJobs: 4 (f=4): [m(4)][9.6%][r=7776KiB/s,w=5760KiB/s][r=243,w=180 IOPS][eta 09m:3Jobs: 2 (f=2): [m(2),_(2)][34.4%][r=1069KiB/s,w=855KiB/s][r=33,w=26 IOPS][eta 01m:58s]randrw_test: (groupid=0, jobs=4): err= 0: pid=1048845: Thu Mar 27 16:53:20 2025  read: IOPS=423, BW=13.2MiB/s
3. (13.9MB/s)(821MiB/62024msec)    slat (nsec): min=4456, max=96903, avg=14923.19, stdev=5994.18    clat (usec): min=30, max=3032.4k, avg=230270.66, stdev=238818.59     lat (usec): min=37, max=3032.4k, avg=230285.58, stdev=238818.97    clat percentiles (msec):     |  1.00th=[    3],  5.00th=[   12], 10.00th=[   26], 20.00th=[   58],     | 30.00th=[   96], 40.00th=[  134], 50.00th=[  169], 60.00th=[  209],     | 70.00th=[  266], 80.00th=[  347], 90.00th=[  498], 95.00th=[  659],     | 99.00th=[ 1150], 99.50th=[ 1469], 99.90th=[ 2106], 99.95th=[ 2165],     | 99.99th=[ 2601]   bw (  KiB/s): min= 1856, max=46208, per=100.00%, avg=13948.19, stdev=2178.00, samples=481   iops        : min=   58, max= 1444, avg=435.88, stdev=68.06, samples=481  write: IOPS=429, BW=13.4MiB/s (14.1MB/s)(832MiB/62024msec); 0 zone resets    slat (usec): min=4, max=110, avg=15.08, stdev= 7.04    clat (usec): min=30, max=2336.7k, avg=66911.12, stdev=126808.10     lat (usec): min=37, max=2336.8k, avg=66926.21, stdev=126809.08    clat percentiles (usec):     |  1.00th=[     35],  5.00th=[     38], 10.00th=[     40],     | 20.00th=[     42], 30.00th=[     45], 40.00th=[     48],     | 50.00th=[     63], 60.00th=[  41157], 70.00th=[  79168],     | 80.00th=[ 121111], 90.00th=[ 183501], 95.00th=[ 270533],     | 99.00th=[ 522191], 99.50th=[ 633340], 99.90th=[1736442],     | 99.95th=[1920992], 99.99th=[2231370]   bw (  KiB/s): min= 1344, max=48128, per=100.00%, avg=14177.60, stdev=2354.39, samples=480   iops        : min=   42, max= 1504, avg=443.05, stdev=73.57, samples=480  lat (usec)   : 50=22.30%, 100=4.20%, 250=0.19%, 500=0.13%, 750=0.11%  lat (usec)   : 1000=0.07%  lat (msec)   : 2=0.18%, 4=0.49%, 10=1.89%, 20=2.60%, 50=7.73%  lat (msec)   : 100=13.39%, 250=27.73%, 500=13.43%, 750=3.72%, 1000=1.02%  lat (msec)   : 2000=0.72%, >=2000=0.11%  cpu          : usr=0.10%, sys=0.35%, ctx=50323, majf=0, minf=54  IO depths    : 1=0.1%, 2=0.1%, 4=0.1%, 8=0.1%, 16=0.1%, 32=99.8%, >=64=0.0%     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.1%, 64=0.0%, >=64=0.0%     issued rwts: total=26277,26637,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=32Run status group 0 (all jobs):   READ: bw=13.2MiB/s (13.9MB/s), 13.2MiB/s-13.2MiB/s (13.9MB/s-13.9MB/s), io=821MiB (861MB), run=62024-62024msec  WRITE: bw=13.4MiB/s (14.1MB/s), 13.4MiB/s-13.4MiB/s (14.1MB/s-14.1MB/s), io=832MiB (873MB), run=62024-62024msecDisk stats (read/write):    dm-0: ios=26277/27963, sectors=1681728/1722759, merge=0/0, ticks=5988971/1844511, in_queue=0, util=98.92%, aggrios=26277/27885, aggsectors=1681728/1722759, aggrmerge=0/78, aggrticks=5991165/1774213, aggrin_queue=7745112, aggrutil=99.33%  sda: ios=26277/27885, sectors=1681728/1722759, merge=0/78, ticks=5991165/1774213, in_queue=7745112, util=99.33%

复制代码

别的分析

可以举行以下几种范例的测试：

• 随机读写：–rw=randrw
  
• 随机读：–rw=randread
  
• 随机写：–rw=randwrite
  

别的事项：

• 对于NVMe SSD，可以利用--ioengine=io_uring以得到更好性能。
  
• 如果体系核数较多，则可以增长线程数numjobs，发挥最大性能。
  

小结

现在还没有服务器测试，后续找时机再试试。
附

在centos7无法编译信息

fio新版本对GCC有要求，如版本过低，则无法编译，如下：

1. # ./configure
2. Operating system              Linux
3. CPU                           x86_64
4. Big endian                    no
5. Compiler                      gcc
6. Cross compile                 no
8. Static build                  no
10. Your compiler doesn't support C11 atomics. gcc 4.9/clang 3.6 are the
11. minimum versions with it - perhaps your compiler is too old?
12. C11 atomics support not found
13. Configure failed, check config.log and/or the above output

复制代码