一、 FIO简介

FIO 是一个多线程IO生成工具，可以生成多种IO模式（随机、顺序、读、写四大类），用来测试磁盘设备的性能。GFIO是FIO的图形监测工具，它提供了图形界面的参数配置，和性能监测图像。

在github上的链接为 https://github.com/axboe/fio

二、 FIO安装

1. yum安装

yum -y install fio.x86_64

2. 源码安装

• Best Open Source Mac Software Development Software 2023 下载FIO安装包 fio-2.1.10.tar.gz
• 安装libaio-devel依赖包（如果是先编译了fioz，发现报错才装libaio-devel的，需要先用make clean清理编译文件后再重新编译安装FIO ）

讯享网yum -y install libaio* gcc wget make

• 安装gfio：基于gdk实现，是其图形界面版（可选）

yum -y install libgtk2.0-dev

• 解压FIO压缩包，进入FIO目录编译安装

讯享网./configure --enable-gfio #如果希望不支持gfio，只需去掉后面的--enable-gfio参数 make make install

• 设置环境变量

vi .bash_profile PATH=$PATH:$HOME/bin:/usr/local/bin source .bash_profile

三、 常用参数

讯享网filename=/dev/emcpowerb　支持文件系统或者裸设备，-filename=/dev/sda2或-filename=/dev/sdb direct=1 测试过程绕过机器自带的buffer，使测试结果更真实 rw=randwread 测试随机读的I/O rw=randwrite 测试随机写的I/O rw=randrw 测试随机混合写和读的I/O rw=read 测试顺序读的I/O rw=write 测试顺序写的I/O rw=rw 测试顺序混合写和读的I/O bs=4k 单次io的块文件大小为4k bsrange=512-2048 同上，提定数据块的大小范围 size=5g 本次的测试文件大小为5g，以每次4k的io进行测试 numjobs=30 本次的测试线程为30 runtime=1000 测试时间为1000秒，如果不写则一直将5g文件分4k每次写完为止 ioengine=psync io引擎使用pync方式，如果要使用libaio引擎，需要yum install libaio-devel包 rwmixwrite=30 在混合读写的模式下，写占30% group_reporting 关于显示结果的，汇总每个进程的信息 此外 lockmem=1g 只使用1g内存进行测试 zero_buffers 用0初始化系统buffer nrfiles=8 每个进程生成文件的数量

四、 常用测试场景

1. 命令行测试

• 100%随机，100%读，4K

fio -filename=/dev/emcpowerb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randread -ioengine=psync -bs=4k -size=1000G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=rand_100read_4k

• 100%随机，100%写，4K

讯享网fio -filename=/dev/emcpowerb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randwrite -ioengine=psync -bs=4k -size=1000G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=rand_100write_4k

• 100%顺序，100%读，4K

fio -filename=/dev/emcpowerb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=read -ioengine=psync -bs=4k -size=1000G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=sqe_100read_4k

• 100%顺序，100%写，4K

讯享网fio -filename=/dev/emcpowerb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=write -ioengine=psync -bs=4k -size=1000G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=sqe_100write_4k

• 100%随机，70%读，30%写 4K

fio -filename=/dev/emcpowerb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=4k -size=1000G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=randrw_70read_4k

2. 参数文件测试

FIO提供了不同场景的压测参数文件，修改其中配置然后直接执行即可。https://github.com/axboe/fio/tree/master/examples

讯享网fio examples/ssd-test.fio

上面这个参数文件用于测试ssd性能，参数文件内容如下：

其中每一个[]代表一个测试分组，会为每组分别进行测试（比如下面有5组）。

# Do some important numbers on SSD drives, to gauge what kind of # performance you might get out of them. # # Sequential read and write speeds are tested, these are expected to be # high. Random reads should also be fast, random writes are where crap # drives are usually separated from the good drives. # # This uses a queue depth of 4. New SATA SSD's will support up to 32 # in flight commands, so it may also be interesting to increase the queue # depth and compare. Note that most real-life usage will not see that # large of a queue depth, so 4 is more representative of normal use. # [global] bs=4k ioengine=libaio iodepth=4 size=10g direct=1 runtime=60 directory=/mount-point-of-ssd filename=ssd.test.file [seq-read] rw=read stonewall [rand-read] rw=randread stonewall [seq-write] rw=write stonewall [rand-write] rw=randwrite stonewall

下面是一个模拟MySQL数据库的压测配置文件

讯享网# QPS: 40000（10 cores) # Dataset: 200G # R/W: 8/2 # ThreadPool Num: 64 # IO ThreadNum: 32 [global] runtime=86400 time_based group_reporting directory=/your_dir ioscheduler=deadline refill_buffers [mysql-binlog] filename=test-mysql-bin.log bsrange=512-1024 ioengine=sync rw=write size=24G sync=1 rw=write overwrite=1 fsync=100 rate_iops=64 invalidate=1 numjobs=64 [innodb-data] filename=test-innodb.dat bs=16K ioengine=psync rw=randrw size=200G direct=1 rwmixread=80 numjobs=32 thinktime=600 thinktime_spin=200 thinktime_blocks=2 [innodb-trxlog] filename=test-innodb.log bsrange=512-2048 ioengine=sync rw=write size=2G fsync=1 overwrite=1 rate_iops=64 invalidate=1 numjobs=64

五、 测试结果解读

测试输出结果如下

fio -ioengine=libaio -bs=4k -direct=1 -thread -rw=read -filename=/dev/sda -name="BS 4KB read test" -iodepth=16 -runtime=60 #输出 BS 4KB read test: (g=0): rw=write, bs=1M-1M/1M-1M/1M-1M, ioengine=libaio, iodepth=16 fio-2.8 Starting 1 process Jobs: 1 (f=1): [W(1)] [100.0% done] [0KB/68198KB/0KB /s] [0/66/0 iops] [eta 00m:00s] test: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=4676: Thu Apr 7 17:22:37 2016 write: io=20075MB, bw=68464KB/s, iops=66, runt=msec #执行多少IO，平均带宽，线程运行时间 slat (usec): min=51, max=5732, avg=291.11, stdev=262.47 #提交延迟 clat (usec): min=1, max=2235.8K, avg=.28, stdev=.41 #完成延迟 lat (usec): min=367, max=2235.9K, avg=.72, stdev=.57 #响应时间 clat percentiles (usec): | 1.00th=[ 221], 5.00th=[ 442], 10.00th=[ 1004], 20.00th=[], | 30.00th=[], 40.00th=[], 50.00th=[], 60.00th=[], | 70.00th=[], 80.00th=[], 90.00th=[], 95.00th=[], | 99.00th=[], 99.50th=[], 99.90th=[], 99.95th=[], | 99.99th=[] bw (KB/s): min= 170, max=, per=100.00%, avg=68755.07, stdev=27034.84 lat (usec) : 2=0.01%, 4=0.13%, 50=0.06%, 100=0.26%, 250=1.04% lat (usec) : 500=4.53%, 750=2.61%, 1000=1.33% lat (msec) : 2=1.18%, 4=0.15%, 10=0.77%, 20=0.77%, 50=1.50% lat (msec) : 100=4.43%, 250=23.48%, 500=53.23%, 750=3.09%, 1000=1.30% lat (msec) : 2000=0.19%, >=2000=0.01% cpu : usr=0.03%, sys=2.11%, ctx=19066, majf=0, minf=7 IO depths : 1=0.1%, 2=0.1%, 4=0.1%, 8=0.1%, 16=103.8%, 32=0.0%, >=64=0.0% #io队列 submit : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0% #单个IO提交要提交的IO数 complete : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.1%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0% issued : total=r=0/w=20060/d=0, short=r=0/w=0/d=0, drop=r=0/w=0/d=0 latency : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=16 #IO完延迟的分布 Run status group 0 (all jobs): WRITE: io=20075MB, aggrb=68464KB/s(group总带宽), minb=68464KB/s(最小平均带宽), maxb=68464KB/s(最大平均带宽), mint=msec(group中线程的最短运行时间), maxt=msec(group中线程的最长运行时间) Disk stats (read/write): sda: ios=23/41769(所有group总共执行的IO数), merge=0/149(总共发生的IO合并数), ticks=706/(Number of ticks we kept the disk busy), in_queue=(花费在队列上的总共时间), util=100.00%(磁盘利用率)

输出参数介绍（详情参考 Fio Output Explained）

• io=执行了多少M的IO
• bw=平均IO带宽（吞吐量）
• iops=IOPS
• runt=线程运行时间
• slat=提交延迟，提交该IO请求到kernel所花的时间（不包括kernel处理的时间）
• clat=完成延迟, 提交该IO请求到kernel后，处理所花的时间
• lat=响应时间
• bw=带宽
• cpu=利用率
• IO depths=io队列
• IO submit=单个IO提交要提交的IO数
• IO complete=Like the above submit number, but for completions instead.
• IO issued=The number of read/write requests issued, and how many of them were short.
• IO latencies=IO完延迟的分布
• io=总共执行了多少size的IO
• aggrb=group总带宽
• minb=最小平均带宽
• maxb=最大平均带宽
• mint=group中线程的最短运行时间
• maxt=group中线程的最长运行时间
• ios=所有group总共执行的IO数
• merge=总共发生的IO合并数
• ticks=Number of ticks we kept the disk busy
• io_queue=花费在队列上的总共时间
• util=磁盘利用率

六、 测试建议

• 使用顺序IO和较大的blocksize测试吞吐量和延迟
• 使用随机IO和较小的blocksize测试IOPS和延迟
• 在配置numjobs和iodeph前，建议深入了解应用采用的是同步IO还是异步IO（是多进程并发IO还是一次提交一批IO请求）

备注

• 磁盘的 IOPS，也就是在一秒内，磁盘进行多少次 I/O 读写。
• 磁盘的吞吐量，也就是每秒磁盘 I/O 的流量，即磁盘写入加上读出的数据的大小。
• 每秒 I/O 吞吐量＝ IOPS* 平均 I/O SIZE。

七、 简单自动压测脚本

讯享网#!/bin/sh # fiotest.sh # bs=4k,1M size=100M,1G type=read,randread,write,randrw,rw 各压测三次，取平均值 bs_list=(4k 1M) size_list=(100M 1G) type_list=(read randread write randrw rw) for v_bs in {0..1} #bs_list do for v_size in {0..1} #size_list do for v_type in {0..4} #type_list do for v_runtime in {0..2} #runtime do logfile=fio_${bs_list[$v_bs]}_${size_list[$v_size]}_${type_list[$v_type]}_$v_runtime.txt echo -e "test $v_runtime started\n" > $logfile echo -e "started time `date`\n" >> $logfile fio --filename=/data/testfile1 --direct=1 --bs=${bs_list[$v_bs]} --size=${size_list[$v_size]} --rw=${type_list[$v_type]} --ioengine=libaio --iodepth=128 --numjobs=1 --time_based --group_reporting --runtime=60 --name=$logfile >> $logfile echo -e "\nfinished time `date`" >> $logfile echo -e "\ntest $v_runtime finished" >> $logfile sleep 5 done #runtime sleep 60 done #type_list done #size_list done #bs_list

讯享网

八、 输出结果解析命令

我们一般记录框里的值

读IO提交延迟

cat fio_* |grep -A 3 read |grep clat > read.tmp

写IO提交延迟

讯享网cat fio_* |grep -A 3 write |grep clat > write.tmp

带宽与iops

读

cat fio_* |grep bw|grep iops|grep read > r_iops.tmp

写

讯享网cat fio_* |grep bw|grep iops|grep write > w_iops.tmp

直方图信息（记录最大比例）

cat -n fio_* | grep 'lat (' | grep -v min > histos.tmp

参考

FIO使用说明_半遮雨的博客-CSDN博客_fio util结果100%

https://github.com/axboe/fio

IO测试工具之fio详解 - raykuan - 博客园

Fio模拟Mysql服务器IO压力脚本 | 系统技术非业余研究

磁盘性能评价指标—IOPS和吞吐量_风云龙儿的博客-CSDN博客_海波龙磁盘吞吐量多少