Linux Command fio测试磁盘io工具
1. 简介
FIO是测试IOPS的非常好的工具，用来对磁盘进行压力测试和验证。磁盘IO是检查磁盘性能的重要指标，可以按照负载情况分成照顺序读写，随机读写两大类。FIO是一个可以产生很多线程或进程并执行用户指定的特定类型I/O操作的工具，FIO的典型用途是编写和模拟的I/O负载匹配的作业文件。也就是说FIO 是一个多线程io生成工具，可以生成多种IO模式，用来测试磁盘设备的性能（也包含文件系统：如针对网络文件系统 NFS 的IO测试）。
2. 参数
filename=/dev/sdb1 测试文件名称，通常选择需要测试的盘的data目录。
direct=1 是否使用directIO，测试过程绕过OS自带的buffer，使测试磁盘的结果更真实。Linux读写的时候，内核维护了缓存，数据先写到缓存，后面再后台写到SSD。读的时候也优先读缓存里的数据。这样速度可以加快，但是一旦掉电缓存里的数据就没了。所以有一种模式叫做DirectIO，跳过缓存，直接读写SSD。
rw=randwrite 测试随机写的I/O
rw=randrw 测试随机写和读的I/O
bs=16k 单次io的块文件大小为16k
bsrange=512-2048 同上，提定数据块的大小范围
size=5G 每个线程读写的数据量是5GB。
numjobs=1 每个job（任务）开1个线程，这里用了几，后面每个用-name指定的任务就开几个线程测试。所以最终线程数=任务数（几个name=jobx）* numjobs。
name=job1：一个任务的名字，重复了也没关系。如果fio -name=job1 -name=job2，建立了两个任务，共享-name=job1之前的参数。-name之后的就是job2任务独有的参数。
thread 使用pthread_create创建线程，另一种是fork创建进程。进程的开销比线程要大，一般都采用thread测试。
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=libaio 指定io引擎使用libaio方式。libaio：Linux本地异步I/O。请注意，Linux可能只支持具有非缓冲I/O的排队行为（设置为“direct=1”或“buffered=0”）；rbd:通过librbd直接访问CEPH Rados
iodepth=16 队列的深度为16.在异步模式下，CPU不能一直无限的发命令到SSD。比如SSD执行读写如果发生了卡顿，那有可能系统会一直不停的发命令，几千个，甚至几万个，这样一方面SSD扛不住，另一方面这么多命令会很占内存，系统也要挂掉了。这样，就带来一个参数叫做队列深度。
Block Devices（RBD），无需使用内核RBD驱动程序（rbd.ko）。该参数包含很多ioengine，如：libhdfs/rdma等
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。
磁盘读写常用测试点：
1. Read=100% Ramdon=100% rw=randread (100%随机读)
2. Read=100% Sequence=100% rw=read （100%顺序读）
3. Write=100% Sequence=100% rw=write （100%顺序写）
4. Write=100% Ramdon=100% rw=randwrite （100%随机写）
5. Read=70% Sequence=100% rw=rw, rwmixread=70, rwmixwrite=30
（70%顺序读，30%顺序写）
6. Read=70% Ramdon=100% rw=randrw, rwmixread=70, rwmixwrite=30
(70%随机读，30%随机写)
3. 示例
[root@docker sda]# fio -ioengine=libaio -bs=4k -direct=1 -thread -rw=read -filename=/dev/sda -name="BS 4KB read test" -iodepth=16 -runtime=60
BS 4KB read test: (g=0): rw=read, bs=(R) 4096B-4096B, (W) 4096B-4096B, (T) 4096B-4096B, ioengine=libaio, iodepth=16
fio-3.7
Starting 1 thread
Jobs: 1 (f=1): [R(1)][100.0%][r=89.3MiB/s,w=0KiB/s][r=22.9k,w=0 IOPS][eta 00m:00s]
BS 4KB read test: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=18557: Thu Apr 11 13:08:11 2019
read: IOPS=22.7k, BW=88.5MiB/s (92.8MB/s)(5313MiB/60001msec)
slat (nsec): min=901, max=168330, avg=6932.34, stdev=1348.82
clat (usec): min=90, max=63760, avg=698.08, stdev=240.83
lat (usec): min=97, max=63762, avg=705.17, stdev=240.81
clat percentiles (usec):
| 1.00th=[ 619], 5.00th=[ 627], 10.00th=[ 627], 20.00th=[ 635],
| 30.00th=[ 635], 40.00th=[ 685], 50.00th=[ 717], 60.00th=[ 725],
| 70.00th=[ 725], 80.00th=[ 725], 90.00th=[ 734], 95.00th=[ 816],
| 99.00th=[ 1004], 99.50th=[ 1020], 99.90th=[ 1057], 99.95th=[ 1057],
| 99.99th=[ 1860]
bw ( KiB/s): min=62144, max=91552, per=100.00%, avg=90669.02, stdev=3533.77, samples=120
iops : min=15536, max=22888, avg=22667.27, stdev=883.44, samples=120
lat (usec) : 100=0.01%, 250=0.01%, 500=0.01%, 750=93.85%, 1000=5.14%
lat (msec) : 2=0.99%, 4=0.01%, 10=0.01%, 50=0.01%, 100=0.01%
cpu : usr=5.35%, sys=23.17%, ctx=1359692, majf=0, minf=17
IO depths : 1=0.1%, 2=0.1%, 4=0.1%, 8=0.1%, 16=100.0%, 32=0.0%, >=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=0.1%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
issued rwts: total=1360097,0,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
latency : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=16
- List item
Run status group 0 (all jobs):
READ: bw=88.5MiB/s (92.8MB/s), 88.5MiB/s-88.5MiB/s (92.8MB/s-92.8MB/s), io=5313MiB (5571MB), run=60001-60001msec
Disk stats (read/write):
sda: ios=1357472/0, merge=70/0, ticks=949141/0, in_queue=948776, util=99.88%
- io=执行了多少M的IO
- bw=平均IO带宽
- 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
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