sysbench 是一個非常經典的綜合性能測試工具，通常都用它來做數據庫的性能壓測，但也可以用來做CPU，IO的性能測試。而對於IO測試，不是很推薦sysbench，倒不是說它有錯誤，工具本身沒有任何問題，它的測試方法導致測試的數據會讓人有些困惑：性能數據到底是不是這樣呢，跟雲廠商承諾的性能有關係嘛。一般我們都用FIO來進行性能測試，雲廠商都推薦用FIO進行性能測試，通過FIO性能測試，都能輕易達到雲廠商承諾的性能。
插曲：關於sysbench的版本，現在主要有0.4.12和1.0.版本。截止2006年sysbench好長時間沒有發展，2017年之前都是用舊版本0.4.12（所以網上一搜一大堆文章都是0.4.的教程），然後作者估計修了幾個bug，變成0.5版本，然後就跟過去做了告別，從2017重新開發了一個新版本sysbench 1.0.*，這裏講述的性能測試都是用了最新版。
- sysbench fileio測試
言歸正傳，sysbench怎麼做IO的性能測試呢，sysbench fileio help,參數如下：
#/usr/local/sysbench_1/bin/sysbench fileio help
sysbench 1.0.9 (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta2)
fileio options:
--file-num=N number of files to create [128]
--file-block-size=N block size to use in all IO operations [16384]
--file-total-size=SIZE total size of files to create [2G]
--file-test-mode=STRING test mode {seqwr, seqrewr, seqrd, rndrd, rndwr, rndrw}
--file-io-mode=STRING file operations mode {sync,async,mmap} [sync]
--file-async-backlog=N number of asynchronous operatons to queue per thread [128]
--file-extra-flags=STRING additional flags to use on opening files {sync,dsync,direct} []
--file-fsync-freq=N do fsync() after this number of requests (0 - don't use fsync()) [100]
--file-fsync-all[=on|off] do fsync() after each write operation [off]
--file-fsync-end[=on|off] do fsync() at the end of test [on]
--file-fsync-mode=STRING which method to use for synchronization {fsync, fdatasync} [fsync]
--file-merged-requests=N merge at most this number of IO requests if possible (0 - don't merge) [0]
--file-rw-ratio=N reads/writes ratio for combined test [1.5]
sysbench的性能測試都需要做prepare,run,cleanup這三步，準備數據，跑測試，刪除數據。那下面就開始實戰：
客戶用2C4G的vm,掛載120G的SSD雲盤做了性能測試，測試命令如下：
cd /mnt/vdb #一定要到你測試的磁盤目錄下執行，否則可能測試系統盤了
sysbench fileio --file-total-size=15G --file-test-mode=rndrw --time=300 --max-requests=0 prepare
sysbench fileio --file-total-size=15G --file-test-mode=rndrw --time=300 --max-requests=0 run
sysbench fileio --file-total-size=15G --file-test-mode=rndrw --time=300 --max-requests=0 cleanup
結果如下：
File operations:
reads/s: 2183.76
writes/s: 1455.84
fsyncs/s: 4658.67
Throughput:
read, MiB/s: 34.12
written, MiB/s: 22.75
General statistics:
total time: 300.0030s
total number of events: 2489528
Latency (ms):
min: 0.00
avg: 0.12
max: 204.04
95th percentile: 0.35
sum: 298857.30
Threads fairness:
events (avg/stddev): 2489528.0000/0.00
execution time (avg/stddev): 298.8573/0.00
隨機讀寫性能好像不咋地，換算IOPS爲(34.12+22.75)*1024/16.384=3554.375，與宣稱的5400IOPS有很大差距。眼尖的人肯定發現只有2個核，去遍歷128個文件，好像會降低效率，於是定製file-num去做了系列測試，測試結果如下：
file-num 1 2 4 8 16 32 64 128
read(MB/s) 57.51 57.3 57.36 57.33 55.12 47.72 41.11 34.12
write(MB/s) 38.34 38.2 38.24 38.22 36.75 31.81 27.4 22.75
明顯可以看到，默認測試方法會導致性能下降，文件數設置爲1達到最大性能。
那file-num=128與file-num=1的區別是測試文件從128個變成1個，但是總文件大小都是15G，都是隨機讀寫，按理性能應該是一致的，區別是會在多個文件之間切換讀寫，那麼可能會導致中斷增加和上下文切換開銷增大。通過vmstat命令得到了驗證：
file-num=128的vmstat輸出是這樣的：
file-num=1的vmstat輸出是這樣的：
從上面兩個圖可以看出file-num=1的時候上下文切換隻有8500左右比file-num=128的時候24800小多了，in（中斷）也少太多了。減少了中斷和上下文切換開銷，吞吐能力顯著提升了。
再做了一個實驗，同樣磁盤大小，改成掛載到8C的vm下，改成8線程進行測試，得到如下數據：
file-num 1 2 4 8 16 32 64 128
read(MB/s) 253.08 209.86 193.38 159.73 117.98 86.78 67.39 51.98
write(MB/s) 168.72 139.9 128.92 106.49 78.66 57.85 44.93 34.65
可以得出同樣的結論，file-num=1可以得到最好的性能，理由如上。
- 與fio測試的比較
單進程下，file-num=1換算到IOPS爲(57.51+38.34)*1024/16.384=5990.625，這好像超過我們的IOPS設置限定了。通過fio是怎麼測得這個IOPS的呢：
fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randrw -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=randrw_test
通過閱讀源代碼，發現很多不同：
一個是通過libaio，一個是通過pwrite/pread。libaio的性能是非常強勁的，詳情可以參考文章。
即使ioengine=psync，這個engine的讀寫方法是pread和pwrite，但是整個實現也是不一致的。
fio測試的時候direct=1，就是每次都寫入磁盤，而sysbench默認file-fsync-freq=100，也就是完成100次操作纔會有一個fsync操作，這種操作涉及系統緩存。
- 深入一步
上節認爲操作系統干擾以及io讀寫方式的差異，造成了測試數據的不一致。深入去研究了下源代碼，其實sysbench的作者是提倡用libaio，代碼裏面大量地運用了宏定義，如：
/ 異步寫的截取代碼 /
#ifdef HAVE_LIBAIO
else if (file_io_mode == FILE_IO_MODE_ASYNC)
{
/ Use asynchronous write /
io_prep_pwrite(&iocb, fd, buf, count, offset);
if (file_submit_or_wait(&iocb, FILE_OP_TYPE_WRITE, count, thread_id))
return 0;
return count;}
#endif
那怎麼啓用這個宏呢，默認就是啓用這個宏的。
啓用這個宏後，執行sysbench fileio help,會發現有這一項：--file-async-backlog=N number of asynchronous operatons to queue per thread [128]，說明HAVE_LIBAIO這個宏確實生效了。
既然sysbench默認有libaio後，那整個測試方法需要調整：
--file-extra-flags=direct 文件讀寫模式改成direct
--file-io-mode=async 確保libaio起效
--file-fsync-freq=0 不需要執行fsync
sysbench fileio --file-total-size=15G --file-test-mode=rndrw --time=300 --max-requests=0 --file-io-mode=async --file-extra-flags=direct --file-num=1 --file-rw-ratio=1 --file-fsync-freq=0 run
得到測試結果如下：
對於FIO命令也進行了調整，把bs調整成16k，其他不變，還是達到上限5400。測試結果如下：
可以看到sysbench測試的效果與fio的測試效果完全一致！
不過個人還是推薦FIO來做IO的性能測試。