Linux stress 命令
stress 命令主要用來模擬系統負載較高時的場景，本文介紹其基本用法。文中 demo 的演示環境為 ubuntu 18.04。
基本語法
語法格式：
stress <options>
常用選項：
-c, --cpu N 產生 N 個程序，每個程序都反覆不停的計算隨機數的平方根
-i, --io N 產生 N 個程序，每個程序反覆呼叫 sync() 將記憶體上的內容寫到硬碟上
-m, --vm N 產生 N 個程序，每個程序不斷分配和釋放記憶體
--vm-bytes B 指定分配記憶體的大小
--vm-stride B 不斷的給部分記憶體賦值，讓 COW(Copy On Write)發生
--vm-hang N 指示每個消耗記憶體的程序在分配到記憶體後轉入睡眠狀態 N 秒，然後釋放記憶體，一直重複執行這個過程
--vm-keep 一直佔用記憶體，區別於不斷的釋放和重新分配(預設是不斷釋放並重新分配記憶體)
-d, --hadd N 產生 N 個不斷執行 write 和 unlink 函式的程序(建立檔案，寫入內容，刪除檔案)
--hadd-bytes B 指定檔案大小
-t, --timeout N 在 N 秒後結束程式
--backoff N 等待N微妙後開始執行
-q, --quiet 程式在執行的過程中不輸出資訊
-n, --dry-run 輸出程式會做什麼而並不實際執行相關的操作
--version 顯示版本號
-v, --verbose顯示詳細的資訊
安裝 stress
Ubuntu 系統預設沒有安裝 stress，需要通過下面的命令安裝：
$ sudo apt install stress $ stress --version
消耗 CPU 資源
stress 消耗 CPU 資源的方式是通過呼叫 sqrt 函式計算由 rand 函式產生的隨機數的平方根實現的。下面的命令會產生 4 個這樣的程序不斷的進行計算：
$ stress -c 4
使用 top 命令檢視 CPU 的狀態如下(CPU 在使用者態滿負荷運轉)：
消耗記憶體資源
下面的命令產生兩個子程序，每個程序分配 300M 記憶體：
$ stress --vm 2 --vm-bytes 300M --vm-keep
父程序處於睡眠狀態，兩個子程序負責資源消耗。
--vm-keep
一直佔用記憶體，區別於不斷的釋放和重新分配(預設是不斷釋放並重新分配記憶體)。
--vm-hang N
指示每個消耗記憶體的程序在分配到記憶體後轉入睡眠狀態 N 秒，然後釋放記憶體，一直重複執行這個過程。
--vm-keep 和 --vm-hang 都可以用來模擬只有少量記憶體的機器，但是指定它們時 CPU 的使用情況是不一樣的。
$ stress --vm 2 --vm-bytes 500M --vm-keep
一直在進行預設的 stride 操作，user 非常高(cpu 在使用者態忙碌)。
$ stress --vm 2 --vm-bytes 500M --vm-hang 5
上面這兩種狀態不斷切換，但整體上看 CPU 的負載並不高。
--vm-stride B
不斷的給部分記憶體賦值，讓 COW(Copy On Write)發生。只要指定了記憶體相關的選項，這個操作就會執行，只是大小為預設的 4096。賦值記憶體的比例由引數決定：
for (i = 0; i < bytes; i += stride) ptr[i] = 'Z';/* Ensure that COW happens.*/
bytes 為消耗的總記憶體大小，stride 為間隔。
該引數會影響 CPU 狀態 us 和 sy：
$ stress --vm 2 --vm-bytes 500M --vm-stride 64
$ stress --vm 2 --vm-bytes 500M --vm-stride 1M
為什麼會產生這樣的結果？原因是單獨的賦值和對比操作可以讓 CPU 在使用者態的負載佔到 99% 以上。--vm-stride 值增大就意味著減少賦值和對比操作，這樣就增加了記憶體的釋放和分配次數(cpu在核心空間的負載)。
不指定 --vm-stride 選項就使用預設值是 4096，CPU 負載情況居於前兩者之間：
$ stress --vm 2 --vm-bytes 500M
消耗 IO 資源
下面的命令產生 4 個程序，每個程序都反覆呼叫 sync 函式將記憶體上的內容寫到硬碟上：
$ stress -i 4
使用 top 命令檢視 CPU 的狀態如下：
sy 升高，wa(iowait) 非常高。
壓測磁碟及 IO
下面的命令建立一個程序不斷的在磁碟上建立 10M 大小的檔案並寫入內容：
$ stress -d 1 --hdd-bytes 10M
使用 top 命令檢視 CPU 的狀態如下(此時的 CPU 主要消耗在核心態)：
下面是 iostat 2 的輸出(同樣是高 iowait，瓶頸是寫磁碟)：
其它選項介紹
--verbose
顯示 stress 程式執行過程中的詳細資訊：
--timeout N
在 N 秒後結束程式。
--quiet
stress 程式執行的過程中不輸出資訊。
-n, --dry-run
輸出程式會做什麼而並不實際執行相關的操作：
--backoff N
讓新 fork 出來的程序 sleep N 微秒再開始執行。
除了單獨指定某一類的選項，還可以同時執行多個型別的任務，比如產生 3 個 CPU 程序、3 個 IO 程序、2 個10M 的 vm 程序，並且每個 vm 程序中不迴圈分配釋放記憶體：
$ stress --cpu 3 --io 3 --vm 2 --vm-bytes 10M --vm-keep
總結
對於學習 Linux 效能檢測相關的命令來說，stress 命令是個得力的助手。通過模擬各種高負載情況，可以幫助我們更好的理解系統瓶頸並掌握效能檢測工具的用法。