【浪潮信息KeyarchOS (KOS)】手把手用hackbench：从线程压力测试到调度器性能优化

目录

1 概述

2 安装准备

2.1 操作系统环境

2.2 工具版本

3 编译安装

4 执行测试

5 结果分析以及参数建议

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1 概述

浪潮信息KOS是浪潮信息基于Linux Kernel、OpenAnolis等开源技术自主研发的一款服务器操作系统，支持x86、ARM等主流架构处理器，性能和稳定性居于行业领先地位，具备成熟的 CentOS 迁移和替换能力，可满足云计算、大数据、分布式存储、人工智能、边缘计算等应用场景需求。详细介绍见官网链接https://www.ieisystem.com/kos/product-kos-xq.thtml?id=12126

Hackbench 是内核调度程序的基准测试和压力测试，也是 rt-tests 套件的一部分，通过线程的重复设置和拆卸来强调内存子系统的某些部分，它在一定程度上强调进程间通信（例如本地套接字、管道），可用于生成系统负载，同时测量延迟。

2 安装准备

2.1 操作系统环境

操作系统版本：KOS 5.8 sp2u1(5.10.134-17.2.2.kos5.x86_64)

测试架构：x86_64，8核4G虚拟机

2.2 工具版本

Hackbench 2.3

3 编译安装

首先，确保你的系统是基于Linux的系统，比如Ubuntu、CentOS等。

打开终端，首先创建一个hackbench的文件夹用来存放源码文件：

cd /home

mkdir Hackbench

cd /home/Hackbench

接下来，拉取Hackbench的源码文件。使用以下命令将源码文件拉取到本地：

git clone https://github.com/Ansen88/hackbenchv2.3.git

编译：

cd /home/hackbench/hackbenchv2.3

gcc -g -Wall -O2 -o hackbench hackbench.c -lpthread

验证安装：

./hackbench -pTl 4000

出现以下结果即为安装完成，可以使用了：

将hackbench复制到/usr/bin：

cp ./hackbench /usr/bin/

接下来就可以直接在终端使用hackbench了。

4 执行测试

参数说明：

“-f --fds=NUM number of fds” —— 定义每个子进程应该使用多少文件描述符，实际是该值的2倍（发送和接收各用 NUM 个数量的描述符）

“-F --fifo use SCHED_FIFO for main thread” ——主线程使用 SCHED_FIFO 调度策略

“-g --groups=NUM number of groups to be used” —— 定义启动多少组发送者和接受者

“-l --loops=LOOPS how many message should be send” —— 每个发送者/接收者对 应该发送多少条信息

“-p --pipe send data via a pipe” —— 使用管道而不是套接字发送数据

“-s --datasize=SIZE message size” —— 设置每条信息中发送的数据量

“-T --threads use POSIX threads” —— 发送/接收者都是线程进行操作

“-P --process use fork (default)” —— 发送/接收者都是进程

生成负载：

hackbench <num_groups> <num_processes>

<num_groups> 是要创建的进程组数量， <num_processes> 是每个进程组中的进程数量。也可以在命令的末尾添加&，可以使Hackbench在后台运行。

使用hackbench测试网络性能：

首先我们打开终端，来使用hackbench运行5个进程组，每个进程组都包含一个管道，每个进程组中运行500个线程：

./hackbench --pipe 5 --thread 500

其中--pipe 5表示运行5个进程组，每个进程组包含一个管道用于模拟进程间的通信，这个参数控制了并发运行的进程组数量；--thread 500表示每个进程组中运行500个线程，每个线程在进程组的管道中发送和接收数据，模拟并发的读写操作。

我们来测试该负载下系统的性能：

也可以将thread换成process，表示每个进程组中运行500个进程：

./hackbench --pipe 5 --process 500

或者以套接字形式，去掉参数--pipe：

./hackbench 5 --process 500

通过不同的参数我们得到的结果也不一样，我们可以在相同配置环境下的不同系统中执行，来对比系统间的性能情况

5 结果分析以及参数建议

Hackbench参数调优：

-f参数：定义每个子进程应该使用多少文件描述符，实际是该值的2倍（发送和接收各用 NUM 个数量的描述符）。给的数值越大结果时间越长，不定义的话默认为40，根据测试指标给定对应值即可

-F参数：主线程使用 SCHED_FIFO 调度策略，对结果影响不大，测试时需要使用该策略的话加上即可。

-g参数：定义启动多少组发送者和接受者。给的数值越大结果时间越长，不定义的话默认为10，根据测试指标给定对应值即可。

-l参数：每个发送者/接收者对 应该发送多少条信息。给的数值越大结果时间越长，根据测试指标来定义即可。

-p参数：使用管道而不是套接字发送数据。该参数在使用时需要加上，可以缩短一半时间。

-s参数：设置每条信息中发送的数据量，给的数值越大结果时间越长，根据测试指标来定义即可。

-T参数：发送/接收者都是线程进行操作。该参数对结果影响不大，只是以线程方式，根据测试指标决定是否要加。

-P参数：发送/接收者都是进程。该参数对结果影响不大，只是以进程方式，根据测试指标决定是否要加。