手撕FIO工具指南：從壓測翻車到避坑實戰

一、背景：一次FIO壓測引發的驚魂夜

最近安排做一組服務器IO性能壓測，網上找了一篇關于推薦FIO進行測試，果斷就執行了

fio -filename=/dev/sda -direct=1 -iodepth=32 -rw=randrw -rwmixread=70 -bs=4k -numjobs=8 -runtime=300 -group_reporting -name=test_randrw

做完之后，啥事都沒有，過了兩天重啟之后就讓我無語了，重啟不了了。。。

教訓總結：

• 不能直接測試系統盤-filename=/dev/sda
• 但是fio命令狗哦，你一個搞測試的，整壞人家系統盤干啥。。。

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二、FIO vs 其他IO工具：為何讓人又愛又怕？

1. 主流工具對比

工具	優勢	缺陷
dd	簡單易用	僅測順序讀寫，無并發
iostat	實時監控	無法主動發起壓力測試
fio	支持多線程、混合負載、延遲統計	參數復雜，高危操作多

2. FIO核心優勢

• 19種I/O引擎（如libaio異步引擎）
• 模擬真實業務負載（隨機/順序讀寫比例可調）
• 輸出專業級報告（延遲百分比、IOPS分布）

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三、安裝指南：避開依賴地獄

1. 包管理器安裝（推薦）

CentOS 
yum install epel-release -y  # 需EPEL源
yum install fio libaio-devel -y Ubuntu 
apt-get install fio -y 

四、參數詳解

fio 核心參數詳解表

參數	作用	典型值示例	注意事項
filename	指定測試目標（文件/設備路徑）	/dev/sdb、/mnt/testfile	- 測試裸設備時需確保未掛載且無數據 - 文件路徑需提前創建足夠空間]
rw	定義讀寫模式	read、randrw、trim	- randrw需搭配rwmixread/rwmixwrite定義讀寫比例]
bs	單次I/O塊大小	4k、1M、16k-64k	- 過大的塊可能導致帶寬虛高（如順序測試）]
iodepth	I/O隊列深度（異步請求數）	1、32、64	- 過高可能導致設備過載（SSD建議≤64） - 同步引擎（如sync）下無效]
numjobs	并發線程/進程數	4、16	- 多線程可能因CPU爭用導致結果波動]
direct	是否繞過系統緩存（1=啟用）	0、1	- 啟用后測試結果更真實，但可能增加磁盤壓力]
ioengine	I/O引擎類型	libaio、sync、psync	- libaio需安裝libaio-devel依賴 - psync為多線程同步引擎]
runtime	測試運行時長（秒）	60、600	- 過短可能導致結果不穩定（建議≥60秒）]
size	測試數據總量	10G、50%	- 使用百分比時需確認目標設備剩余空間]
group_reporting	匯總所有線程結果（1=啟用）	1	- 關閉時輸出每個線程的獨立數據]
rwmixread	混合讀寫中的讀操作比例	70（即70%讀）	- 僅對rw=randrw或rw=rw有效]
bssplit	混合塊大小測試（按比例分配不同bs）	4k/50:64k/50	- 比例總和需為100%，否則自動均分]
random_distribution	隨機I/O分布模式	random、zipf:1.2	- zipf模擬熱點訪問，需根據實際負載選擇]
refill_buffers	每次I/O后重新填充緩沖區內容	1	- 啟用后測試更貼近真實數據寫入（避免重復寫同一數據）]
time_based	強制按runtime運行（即使數據量未達size）	1	- 需同時設置runtime]
ramp_time	測試前預熱時間（秒）	10、30	- 避免冷啟動階段數據影響結果]
iodepth_batch	批量提交I/O請求的閾值（僅libaio有效）	16、32	- 過高可能導致突發負載]
rate	限制I/O速率（單位：KB/s）	100M、512k	- 用于模擬限速場景（如網絡存儲）]
cpus_allowed	綁定測試進程到指定CPU核心	0-3、1,3,5	- 減少CPU爭用對結果的影響]

五、避坑指南：血淚經驗總結

1. 路徑陷阱

   • 禁止直接測試/dev/sda等系統盤，用df -h確認測試對象
   • 文件測試模式需預先fallocate -l 10G /testfile

2. 資源保護

   • 限制CPU占用：-numjobs=$(nproc)避免過載
   • 內存保護：添加-ramp_time=30逐步加壓

3. 監控三件套

   iostat -xmt 1          # 磁盤利用率  
   pidstat -d 1           # 進程級IO監控  
   sar -B 1               # 分頁活動  
   

六、安全壓測命令模板（生產環境驗證）

1. 隨機讀安全測試（SSD驗證）

fio -filename=/mnt/ssd/testfile -direct=1 -rw=randread -bs=4k \-iodepth=64 -numjobs=4 -runtime=120 -size=50G -name=ssd_randread 

2. 順序寫帶寬測試（HDD驗證）

fio -filename=/data/testfile -direct=1 -rw=write -bs=1M \-iodepth=8 -runtime=300 -size=200G -name=hdd_seqwrite 

3. 混合負載測試（數據庫場景）

fio -filename=/var/lib/mysql/testfile -direct=1 -rw=randrw -rwmixread=70 \-bs=8k -iodepth=32 -numjobs=8 -runtime=600 -group_reporting