性能测试工具：Unixbench lmbench stream iozone fio netperf spec2000 spec2006
一、unixbench
unixbench主要是用于系统基础性能测试，unixbench也包含一些非常简单的2D和3D图形测试
UnixBench一个基于系统的基准测试工具，不单纯是CPU 内存 或者磁盘测试工具。测试结果不仅仅取决于硬件，也取决于系统、开发库、甚至是编译器
【测试步骤】
1、下载工具并解压
tar -xvf UnixBench5.1.3-1.tar.bz2
#cd unixbench-5.1.3-1
2.修改解压后文件夹中的Makefile文件：
修改第50行：
GL_LIBS = -lGL -lXext -lX11
为
GL_LIBS = -lGL -lXext -lX11 -lm
3.编译：#make all
4.查看CPU核数：#lscpu
5.执行测试：
单线程测试 ./Run -c 1
四线程测试 ./Run -c 4
八线程测试 ./Run -c 8
十六线程测试 ./Run -c 16
三十二线程测试 ./Run -c 32
二、lmbench
用时间、shell命令启动时间、系统信号处理时间、统计2p/16K的上下文切换性能、16p/64K的上下文切换性能、0K/10K文件创建时间、0K/10K文件删除时间
Lmbench 是一款简易可以移植的内存测试工具，其主要功能有，带宽测评（读取缓存文件、拷贝内存、读/写内存、管道、TCP），延时测评（上下文切换、网络、文件系统的建立和删除、进程创建、信号处理、上层系统调用、内存读入反应时间）等功能。
【测试步骤】
1.将lmbench工具拷贝到系统下，并解压赋权限：
#tar -xvf lmbench-3.0-a9-1.tar.bz2
#cd lmbench-3.0-a9-1
#chmod -R 777 *
2.进入lmbench目录，终端执行：
#make results 进入交互式模式
根据提示信息，选择默认设置回车继续，其中，在选择内存的时候输入10000，保证测试能够尽可能的加快，邮件时选择no
MULTIPLE COPIES[DEFAULT 1]: (默认回车)
Job placement selection[DEFAULT 1]: （默认回车）
MB[default 182159]:4096 (输入4096)
SUBSET （ALL|HARWARE|OS|DEVELOPMENT）[default all]:(默认回车)
FASTMEM[default no]:(默认回车)
SLOWFS[default no]: (默认回车)
DISKS[default none]:(默认回车)
REMOTE[default none]: (默认回车)
Processor mhz[default 2599MHz,0.3848 nanosec clock]: (默认回车)
FSDIR[default /usr/tmp]: /usr/tmp
Status output file [default /dev/tty]: (默认回车)
Mail results [default yes]: no (设置为no)
3.进入lmbench目录，终端执行：
#make see
三、stream
Stream测试是一个简单的综合基准测试程序，它测量可持续的内存带宽(MB/s)。Stream通过fortran和c两种高级且高效的语言编写完成，由于这两种语言在数学计算方面的高效率， 使得stream测试例程可以充分发挥出内存的能力。Stream对于CPU的计算能力要求很小，对CPU内存带宽压力很大。
1.Copy是复制操作
从内存单元中读取一个数，并复制到其他内存单元中
2.Scale是乘法操作
从内存单元中读取一个数，与常数相乘，得到的结果存到其他内存单元。
3.Add是加法操作
从两个内存单元中分别读取两个数，将其进行加法操作后，得到的结果写入另一个内存单元中。
4.Triad是加法、乘法和复制三种操作的结合
从内存中读取一个数，与一个常数相乘得到一个乘积，然后从另一个内存单元中读取一个数与刚才乘积结果相加，得到的结果写入内存。
测试的一般规律是Add>Triad>Copy>Scale。因为一次Add和Triad操作都需要三次访问内存，Copy和Scale操作需要进行两次访问内存，访问内存次数越多越能够掩盖访存延迟，带宽越大。
【测试步骤】
1.登录系统，将stream工具包拷贝至系统
2.在终端中输入：
$sudo su
#tar -xvf stream-5.9-1.tar.bz2
#cd stream-5.9-1
#make
3.继续执行如下步骤：
#./Run.sh -n 1 -n 4 -n 8 -n 16
【注】这里的-n参数的值根据实际CPU核数设定,如只有4核，只跑./Run -n 1 -n 4
四、iozone
测试硬盘读写性能（Mb/s），包括随机和顺序读写平均读写速度（IOzone设置块大小16M，文件大小为物理内存2倍、1倍、1/2倍三组数据）
Iozone执行以下操作测试文件I/O性能：
Read, write, re-read, re-write, read backwards, read strided, fread, fwrite, random read/write, pread/pwrite variants, aio_read, aio_write, mmap
【测试步骤】
1.登录系统，拷贝iozone测试工具包至系统
2.解压工具：#tar -xvf iozone.tar -C /home/kylin
安装工具：#cd /home/kylin/iozone/src/current
编译 make
安装：
arm平台执行该步骤执行如下命令：#make linux-arm
x86平台执行该步骤执行如下命令：#make
龙芯平台执行该步骤使用如下命令：#make linux
3.输入执行命令：sudo ./iozone -s *G -r 16M -i 0 -i 1 -i 2 -f /home/data -Rb .xls
//.xls为测试结果文件，可自己定义成自己理解的文件名，但是后缀一定是xls
//-s参数是指文件大小，分别设置为物理内存的2倍、1倍、1/2倍测试
//-r制定测试块的大小
//-f参数是指定测试文件的名字,完成后会自动删除(这个文件必须指定你要测试的那个硬盘中)
//-i #用来指定运行哪个测试。 (0=write/rewrite, 1=read/re-read, 2=random-read/write
3=Read-backwards, 4=Re-write-record, 5=stride-read, 6=fwrite/re-fwrite, 7=fread/Re-fread,
8=random mix, 9=pwrite/Re-pwrite, 10=pread/Re-pread, 11=pwritev/Re-pwritev, 12=preadv/Re-preadv).
总是需要先进行0号测试以便后面的测试有文件可以测试。
也支持使用-i # -i # -i # 以便可以进行多个测试。
五、fio
FIO 是一个多线程IO生成工具，可以生成多种IO模式（随机、顺序、读、写四大类），用来测试磁盘设备的性能。GFIO是FIO的图形监测工具，它提供了图形界面的参数配置，和性能监测图像
【测试步骤】
编译安装：
wget https://git.kernel.dk/cgit/fio/snapshot/fio-3.12.tar.gz
tar -xzf fio-3.12.tar.gz
cd fio-3.12
./configure --cc=${CROSS_COMPILE}gcc --extra-cflags=-static --extra-cflags=-static
make && make install
执行fio-test.sh测试脚本
生成fio-test.sh测试脚本
#!/bin/bash
numjobs=10
iodepth=10
mkdir /test
for rw in read write randread randwrite randrw;do
for bs in 4 16 32 64 128 256 512 1024;do
mkfs.ext4 -F /dev/nvme0n1
mount /dev/nvme0n1 /test
if[ $rw == “randrw” ];then
./fio -filename=/test/fio -direct=1 -iodepth i o d e p t h − t h r e a d − r w = {iodepth} -thread -rw= iodepth−thread−rw=rw -rwmixread=70 -ioengine=libaio -bs= b s k − s i z e = 100 G − n u m j o b s = {bs}k -size=100G -numjobs= bsk−size=100G−numjobs={numjobs} -runtime=30 -group_reporting -name=job1
else
./fio -filename=/test/fio -direct=1 -iodepth i o d e p t h − t h r e a d − r w = {iodepth} -thread -rw= iodepth−thread−rw=rw -ioengine=libaio -bs= b s k − s i z e = 100 G − n u m j o b s = {bs}k -size=100G -numjobs= bsk−size=100G−numjobs={numjobs} -runtime=30 -group_reportin -name=job1
fi
umount /test
sleep 30
done
done
【参数介绍】
filename=/dev/emcpowerb 支持文件系统或者裸设备，-filename=/dev/sda2或-filename=/dev/sdb
direct=1 测试过程绕过机器自带的buffer，使测试结果更真实
rw=randread 测试随机读的I/O
rw=randwrite 测试随机写的I/O
rw=randrw 测试随机混合写和读的I/O
rw=read 测试顺序读的I/O
rw=write 测试顺序写的I/O
rw=rw 测试顺序混合写和读的I/O
bs=4k 单次io的块文件大小为4k
bsrange=512-2048 同上，提定数据块的大小范围
size=5g 本次的测试文件大小为5g，以每次4k的io进行测试
numjobs=30 本次的测试线程为30
runtime=1000 测试时间为1000秒，如果不写则一直将5g文件分4k每次写完为止
ioengine=psync io引擎使用pync方式，如果要使用libaio引擎，需要yum install libaio-devel包
rwmixwrite=30 在混合读写的模式下，写占30%
group_reporting 关于显示结果的，汇总每个进程的信息
此外
lockmem=1g 只使用1g内存进行测试
zero_buffers 用0初始化系统buffer
nrfiles=8 每个进程生成文件的数量
六、netperf
测试网络传输速率、网络吞吐率、网络响应时间等，包括 TCP、UDP流吞吐速率等
【测试步骤】–两个机器之间的网络测试
1.准备两台测试机A(sut)和B(client)，分别测试工具包netperf.tar.gz ，并切换到目录netperf，arm配置：./configure -build=alpha
x86、龙芯配置：./configure
编译：make
安装：sudo make install
2.在机器A上执行netserver脚本启动监听服务
3.在机器B上执行netperf命令
#netperf -H sut_ip -t TCP_STREAM -l 60 > netperf.txt
#netperf -H sut_ip -t UDP_STREAM -l 60 >> netperf.txt
#netperf -H sut_ip -t TCP_RR -l 60 >> netperf.txt
#netperf -H sut_ip -t TCP_CRR -l 60 >> netperf.txt
#netperf -H sut_ip -t UDP_RR -l 60 >> netperf.txt
【测试步骤】–独立机器之间的测试步骤
安装依赖包
yum install automake -y
1.下载编译源码包，并运行
wget https://github.com/HewlettPackard/netperf/archive/netperf-2.7.0.tar.gz
tar -xzf netperf-netperf-2.7.0.tar.gz
cd netperf-netperf-2.7.0
echo ‘ac_cv_func_setpgrp_void=yes’ > config.cache
./autogen.sh
编译：
./configure CC=${CROSS_COMPILE}gcc CFLAGS=-static --host=loongarch64 --build=arm CFLAGS=-fcommon --config-cache
make && make install
2.执行测试命令
切换到src目录，目录下生成test-netper.sh测试脚本内容如下
host_ip=$1
for i in 1 64 128 256 512 1024 1500 2048 4096 9000 16384 32768 65536;do
./netperf -t TCP_STREAM -H $host_ip -l 60 – -m $i
done
for i in 1 64 128 256 512 1024 1500 2048 4096 9000 16384 32768;do
./netperf -t UDP_STREAM -H $host_ip -l 60 – -m $i -R 1
done
./netperf -t TCP_RR -H $host_ip
./netperf -t TCP_CRR -H $host_ip
./netperf -t UDP_RR -H $host_ip
【命令介绍】
server端：netserver
client端：
测试TCP_STREAM（TCP并发）：netperf -t TCP_STREAM -H $netserver_ip -p $PORT -l $testtime – -m $datagram_size
测试TCP_RR（同一个IP并发）：netperf -t TCP_RR -H $netserver_ip -l $testtime -p $PORT – -r r e q s i z e , req_size, reqsize,rsp_size
测试UDP_STREAM：netperf -t UDP_STREAM -H $netserver_ip -l $testtime – -m $datagram_size
参数介绍：
-t:设置netperf工作模式，包括TCP_STREAM、UDP_STREAM、TCP_CRR、TCP_RR、UDP_RR
-H：netserver的IP地址
-p：指定netserver的端口号
-l：设置测试时间
-m：批量传输时设置传输数据包大小
-r：请求应答模式测试时发送数据包大小和接收数据包大小
-O：自定义输出结果，可在其中添加时延、90值、99值、吞吐量、CPU使用率等信息
七、spec2000
SPEC 2000由两套基准程序组成，分别测试CPU的整型运算性能和浮点运算性能
八、spec2006
SPEC CPU2006是SPEC组织推出的CPU子系统评估软件，重点测试系统的处理器、内存子系统和编译器。
SPEC CPU2006包括了CINT2006和CFP2006两个子项目，前者用于测量和对比整数性能、包含12个不同的基准测试，而后者则用于测量和对比浮点性能、包含17个不同的基准测试。
SPEC CPU2006测试中，测试系统的处理器、内存子系统和使用到的编译器（SPEC CPU2006提供的是源代码，并且允许测试用户进行一定的编译优化）都会影响最终的测试性能，而I/O（磁盘）、网络、操作系统和图形子系统对于SPEC CPU2006的影响非常的小
Spec2006测试模式分为rate测试和speed测试两项，其中rate测试主要衡量系统的多并发运算处理性能即平常我们所说的多线，speed测试主要衡量系统的单任务处理性能即平常我们所说的单线。
【测试步骤】
前置条件：保证机器物理内存大于或等于CPU核数的2倍（如CPU核数为4，内存要大于等于8G）
1、安装依赖包
apt-get install gcc g++ gfortran libbz2-dev
2、解压spec2006测试工具包，并附执行权限：
tar xvf speccpu2006-v1.0.1-newest.tar -C /home > /dev/null
chmod -R a+x /home/speccpu2006-v1.0.1
3、编辑tools/src/buildtools文件（311行和312行）
注释改行：export LD_LIBRARY_PATH DYLD_LIBRARY_PATH
在./configure行前加一行
export PERLFLAGS=“-A libs=-lm -A libs=-ldl”
4、修改$SPECCCPU/tools/src/make-3.8.0/glob/glob.c文件，
在209行“#if !defined __alloca && !defined GNU_LIBRARY”和230行“#endif”前添加“//”注释掉。
5、安装spec2006
./install.sh
在弹出的提示信息中选择yes，然后回车
6、加载环境变量
. ./shrc （.空格./shrc）
7、检查spec cpu2006是否安装成功
runspec -V
8.选择相应配置文件进行测试：
arm平台：
runspec -c arm64.cfg -n 1 -r 1 all（单线程）
runspec -c arm64.cfg -n 1 -r N all（多线程）
x86_64平台：
runspec -c x86.cfg -n 1 -r 1 all（单线程）
runspec -c x86.cfg -n 1 -r N all（多线程）
mips平台：
runspec -c mips64.cfg -n 1 -r 1 all（单线程）
runspec -c mips64.cfg -n 1 -r N all（多线程）
-n 指定测试轮数(3轮测试的话测试完成后会自动算出Base Ratio的几何平均数（几何平均数与算数平均值不同，几何平均数是对各变量值的连乘积开项数次方根），3轮以下则不显示该分数，需要手动算分; 手动算几何平均数方法：可在EXCEL表格中执行函数 =GEOMEAN(G8:G24));
-r N,设置cpu核数，N和CPU核数一致，根据台式机或服务器的核数去指定多线程N的值；
all代表浮点和整型参数都测试。
调优方案：
SPEC CPU2006测试中，测试系统的处理器、内存子系统和使用到的编译器（SPEC CPU2006提供的是源代码，并且允许测试用户进行一定的编译优化）都会影响最终的测试性能，而I/O（磁盘）、网络、操作系统和图 形子系统对于SPEC CPU2006的影响非常的小。
根据上述描述，影响因素包含CPU、内存、编译器。通常的优化方案包含：
1 更换性能更强劲的CPU
2 插满内存条
3 更换内存类型，如DDR3换成DDR4
4 更新性能更佳的内核版本
5 编译器：升级gcc、g++、gfortran
6 编译器使用的库：升级libc、libm、libdl、ld、libcrypt库版本
7 编译器的编译选项：选用合适的编译参数可起到优化作用，比如-O3、-ffast-math、-funroll-loops、-fprefetch-loop-arrays等。
8.编译器选择：选择优化更好的编译器，如icc、icpc、ifort等
