Fio（Flexible I/O Tester） 是一款由 Jens Axboe 开发的用于测评和压力/硬件验证的自由开源[1]的软件。
它支持 19 种不同类型的 I/O 引擎 (sync、mmap、libaio、posixaio、SG v3、splice、null、network、 syslet、guasi、solarisaio，以及更多)， I/O 优先级（针对较新的 Linux 内核），I/O 速度，fork 的任务或线程任务等等。它能够在块设备和文件上工作。
Fio 接受一种非常简单易于理解的文本格式的任务描述。软件默认包含了几个示例任务文件。 Fio 展示了所有类型的 I/O 性能信息，包括完整的 IO 延迟和百分比。
它被广泛的应用在非常多的地方，包括测评、QA，以及验证用途。它支持 Linux 、FreeBSD 、NetBSD、 OpenBSD、 OS X、 OpenSolaris、 AIX、 HP-UX、 Android 以及 Windows。
在这个教程，我们将使用 Ubuntu 16 ，你需要拥有这台电脑的 sudo 或 root 权限。我们将完整的进行安装和 Fio 的使用。
使用源码安装 Fio
我们要去克隆 GitHub 上的仓库。安装所需的依赖，然后我们将会从源码构建应用。首先，确保我们安装了 Git 。
sudo apt-get install git
CentOS 用户可以执行下述命令：
sudo yum install git
现在，我们切换到 /opt 目录，并从 Github 上克隆仓库：
cd /opt
git clone https://github.com/axboe/fio
你应该会看到下面这样的输出：
Cloning into 'fio'...
remote: Counting objects: 24819 done.
remote: Compressing objects: 100% (44/44) done.
remote: Total 24819 (delta 39) reused 62 (delta 32) pack-reused 24743
Receiving objects: 100% (24819/24819) 16.07 MiB | 0 bytes/s done.
Resolving deltas: 100% (16251/16251) done.
Checking connectivity... done.
现在，我们通过在 /opt 目录下输入下方的命令切换到 Fio 的代码目录：
cd fio
最后，我们可以使用下面的命令来使用 make 从源码构建软件：
# ./configure
# make
# make install
在 Ubuntu 上安装 Fio
对于 Ubuntu 和 Debian 来说， Fio 已经在主仓库内。你可以很容易的使用类似 yum 和 apt-get 的标准包管理器来安装 Fio。
对于 Ubuntu 和 Debian ，你只需要简单的执行下述命令：
sudo apt-get install fio
对于 CentOS/Redhat 你只需要简单执行下述命令。
在 CentOS ，你可能在你能安装 Fio 前需要去安装 EPEL 仓库到你的系统中。你可以通过执行下述命令来安装它：
sudo yum install epel-release -y
你可以执行下述命令来安装 Fio：
sudo yum install fio -y
使用 Fio 进行磁盘性能测试
现在 Fio 已经安装到了你的系统中。现在是时候看一些如何使用 Fio 的例子了。我们将进行随机写、读和读写测试。
执行随机写测试
执行下面的命令来开始。这个命令将要同一时间执行两个进程，写入共计 4GB（ 4 个任务 x 512MB = 2GB） 文件：
sudo fio --name=randwrite --ioengine=libaio --iodepth=1 --rw=randwrite --bs=4k --direct=0 --size=512M --numjobs=2 --runtime=240 --group_reporting
...
fio-2.2.10
Starting 2 processes
randwrite: (groupid=0 jobs=2): err= 0: pid=7271: Sat Aug 5 13:28:44 2017
write: io=1024.0MB bw=2485.5MB/s iops=636271 runt= 412msec
slat (usec): min=1 max=268 avg= 1.79 stdev= 1.01
clat (usec): min=0 max=13 avg= 0.20 stdev= 0.40
lat (usec): min=1 max=268 avg= 2.03 stdev= 1.01
clat percentiles (usec):
| 1.00th=[ 0] 5.00th=[ 0] 10.00th=[ 0] 20.00th=[ 0]
| 30.00th=[ 0] 40.00th=[ 0] 50.00th=[ 0] 60.00th=[ 0]
| 70.00th=[ 0] 80.00th=[ 1] 90.00th=[ 1] 95.00th=[ 1]
| 99.00th=[ 1] 99.50th=[ 1] 99.90th=[ 1] 99.95th=[ 1]
| 99.99th=[ 1]
lat (usec) : 2=99.99% 4=0.01% 10=0.01% 20=0.01%
cpu : usr=15.14% sys=84.00% ctx=8 majf=0 minf=26
IO depths : 1=100.0% 2=0.0% 4=0.0% 8=0.0% 16=0.0% 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=0.0% 32=0.0% 64=0.0% >=64=0.0%
issued : total=r=0/w=262144/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=1
Run status group 0 (all jobs):
WRITE: io=1024.0MB aggrb=2485.5MB/s minb=2485.5MB/s maxb=2485.5MB/s mint=412msec maxt=412msec
Disk stats (read/write):
sda: ios=0/0 merge=0/0 ticks=0/0 in_queue=0 util=0.00%
执行随机读测试
我们将要执行一个随机读测试，我们将会尝试读取一个随机的 2GB 文件。
sudo fio --name=randread --ioengine=libaio --iodepth=16 --rw=randread --bs=4k --direct=0 --size=512M --numjobs=4 --runtime=240 --group_reporting
你应该会看到下面这样的输出：
...
fio-2.2.10
Starting 4 processes
randread: Laying out IO file(s) (1 file(s) / 512MB)
randread: Laying out IO file(s) (1 file(s) / 512MB)
randread: Laying out IO file(s) (1 file(s) / 512MB)
randread: Laying out IO file(s) (1 file(s) / 512MB)
Jobs: 4 (f=4): [r(4)] [100.0% done] [71800KB/0KB/0KB /s] [17.1K/0/0 iops] [eta 00m:00s]
randread: (groupid=0 jobs=4): err= 0: pid=7586: Sat Aug 5 13:30:52 2017
read : io=2048.0MB bw=80719KB/s iops=20179 runt= 25981msec
slat (usec): min=72 max=10008 avg=195.79 stdev=94.72
clat (usec): min=2 max=28811 avg=2971.96 stdev=760.33
lat (usec): min=185 max=29080 avg=3167.96 stdev=798.91
clat percentiles (usec):
| 1.00th=[ 2192] 5.00th=[ 2448] 10.00th=[ 2576] 20.00th=[ 2736]
| 30.00th=[ 2800] 40.00th=[ 2832] 50.00th=[ 2928] 60.00th=[ 3024]
| 70.00th=[ 3120] 80.00th=[ 3184] 90.00th=[ 3248] 95.00th=[ 3312]
| 99.00th=[ 3536] 99.50th=[ 6304] 99.90th=[15168] 99.95th=[18816]
| 99.99th=[22912]
bw (KB /s): min=17360 max=25144 per=25.05% avg=20216.90 stdev=1605.65
lat (usec) : 4=0.01% 10=0.01% 250=0.01% 500=0.01% 750=0.01%
lat (usec) : 1000=0.01%
lat (msec) : 2=0.01% 4=99.27% 10=0.44% 20=0.24% 50=0.04%
cpu : usr=1.35% sys=5.18% ctx=524309 majf=0 minf=98
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 : total=r=524288/w=0/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
Run status group 0 (all jobs):
READ: io=2048.0MB aggrb=80718KB/s minb=80718KB/s maxb=80718KB/s mint=25981msec maxt=25981msec
Disk stats (read/write):
sda: ios=521587/871 merge=0/1142 ticks=96664/612 in_queue=97284 util=99.85%
最后，我们想要展示一个简单的随机读-写测试来看一看 Fio 返回的输出类型。
读写性能测试
下述命令将会测试 USB Pen 驱动器 (/dev/sdc1) 的随机读写性能：
sudo fio --randrepeat=1 --ioengine=libaio --direct=1 --gtod_reduce=1 --name=test --filename=random_read_write.fio --bs=4k --iodepth=64 --size=4G --readwrite=randrw --rwmixread=75
下面的内容是我们从上面的命令得到的输出：
fio-2.2.10
Starting 1 process
Jobs: 1 (f=1): [m(1)] [100.0% done] [217.8MB/74452KB/0KB /s] [55.8K/18.7K/0 iops] [eta 00m:00s]
test: (groupid=0 jobs=1): err= 0: pid=8475: Sat Aug 5 13:36:04 2017
read : io=3071.7MB bw=219374KB/s iops=54843 runt= 14338msec
write: io=1024.4MB bw=73156KB/s iops=18289 runt= 14338msec
cpu : usr=6.78% sys=20.81% ctx=1007218 majf=0 minf=9
IO depths : 1=0.1% 2=0.1% 4=0.1% 8=0.1% 16=0.1% 32=0.1% >=64=100.0%
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=0.0% 32=0.0% 64=0.1% >=64=0.0%
issued : total=r=786347/w=262229/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=64
Run status group 0 (all jobs):
READ: io=3071.7MB aggrb=219374KB/s minb=219374KB/s maxb=219374KB/s mint=14338msec maxt=14338msec
WRITE: io=1024.4MB aggrb=73156KB/s minb=73156KB/s maxb=73156KB/s mint=14338msec maxt=14338msec
Disk stats (read/write):
sda: ios=774141/258944 merge=1463/899 ticks=748800/150316 in_queue=900720 util=99.35%
我们希望你能喜欢这个教程并且享受接下来的内容，Fio 是一个非常有用的工具，并且我们希望你能在你下一次 Debugging 活动中使用到它。如果你喜欢这个文章，欢迎关注下方公众号留下评论和问题。
