Linux系统压力测试实战指南

在系统调优、应用部署或硬件评估时，了解一个系统在极限负载下的表现至关重要。压力测试（Stress Testing）正是为此而生，它可以帮助我们发现性能瓶颈、验证系统稳定性、评估散热效率，并为容量规划提供数据支持。

本文将详细介绍如何在 Rocky Linux 8.x 系统上，使用功能强大的 stress-ng 工具对 CPU、内存和磁盘等核心组件进行压力测试。

核心警告：请勿在生产环境操作！

重要！重要！重要！
压力测试会极大地消耗系统资源，可能导致服务中断或系统意外重启。请务必在专门的测试环境、虚拟机或非关键业务的机器上执行以下所有操作。

我们需要一个主力压测工具和几个得力的监控助手。stress-ng 是我们的不二之选，它能模拟几乎所有类型的系统负载。

打开您的终端，执行以下命令安装所有必要的软件包：

# 首先，启用 EPEL 仓库，因为 stress-ng 在其中
sudo yum install -y epel-release

# 接着，安装 stress-ng、sysstat 和 htop
sudo yum install -y stress-ng sysstat htop

现在，我们将对系统的核心组件施加压力，并使用命令行工具实时观察其性能表现。在每个测试开始后，建议您打开 另一个终端窗口 来运行监控命令。

目的： 将所有 CPU 核心推向极限，观察系统在高计算负载下的响应和稳定性。

执行压力测试命令：
此命令会启动与您 CPU 核心数相等的“工人”进程，每个进程都在执行高强度的计算任务。我们设置一个 2 分钟的超时，以便测试自动结束。
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# 使用与 CPU 核心数相同的 worker 数量，持续 120 秒
stress-ng --cpu $(nproc) --timeout 120s
- --cpu $(nproc): 对 CPU 进行压测，$(nproc) 会自动获取系统的核心数。
- --timeout 120s: 测试在 120 秒后自动结束，这是一个很好的安全措施。
实时监控 (在另一个终端中)：
- htop 视图：运行 htop，您会看到顶部的 CPU 状态条几乎被填满，每个核心的使用率都飙升到接近 100%。
- sar 精确数据：运行 sar -u 1，关注 %user + %system 的总和，它应该会远超 90%。

观察点： 您可以观察到 CPU 使用率飙升，并藉此评估系统的散热能力和高负载下的稳定性。

目的： 模拟内存资源被大量占用的场景，测试系统在内存压力下的表现，例如是否会触发 OOM Killer（Out of Memory Killer）。

执行压力测试命令：
此命令将尝试分配并使用系统总内存的 95%，同样在 2 分钟后自动释放。
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# 启动1个 worker，分配系统 95% 的内存，持续 120 秒
stress-ng --vm 1 --vm-bytes 95% --timeout 120s
- --vm 1: 进行内存 (Virtual Memory) 压测。
- --vm-bytes 95%: 指定分配内存的大小为总内存的 95%，非常方便。
- 注意：如果您的测试机内存较小（如<4GB），可以适当调低百分比，例如 90%，以防系统完全无响应。
实时监控 (在另一个终端中)：
- free 命令：运行 watch free -h，您会看到 used (已用) 列急剧上升，而 available (可用) 列急剧下降。
- htop 视图：htop 顶部的内存（Mem）和交换（Swp）状态条会清晰地显示内存被大量占用。

观察点： 您会看到可用内存急剧减少，系统可能会开始使用交换空间（Swap）。这是测试应用程序在低内存环境下行为的好方法。

目的： 对存储设备进行高强度读写，测试其 I/O 吞吐量和响应能力。

执行压力测试命令：
为了安全，我们通常在 /tmp 目录下进行 I/O 测试。
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# 切换到临时目录
cd /tmp

# 启动 4 个 worker 进行高强度 I/O 操作，持续 120 秒
stress-ng --io 4 --timeout 120s
- --io 4: 进行 I/O 混合读写测试，4 个 worker 通常能产生足够大的压力。您可以增加此数值以提高负载。
实时监控 (在另一个终端中)：
- iostat 是最佳工具：运行 iostat -xz 1。在输出中找到您的主磁盘（如 sda, vda, nvme0n1），然后紧盯 %util 这一列。在测试期间，这个值会迅速接近 100%。

观察点： 通过 iostat，您可以看到磁盘的 %util 指标接近 100%，这表明磁盘正在全力工作。您可以藉此评估磁盘的 I/O 性能上限。

目的： 快速填充磁盘分区，用于测试依赖于磁盘空间的应用程序（如数据库、日志系统）在磁盘即将写满时的行为。

检查可用空间：
使用 df -h 确定一个目标分区（例如根分区 /）及其可用空间。
创建“占位”大文件：
假设 / 分区有 10GB 可用空间，我们想测试其被占满的情况。fallocate 命令可以瞬间创建一个指定大小的文件。
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# 在 /tmp 目录下创建一个 9GB 的文件
# 警告：请根据你的实际可用空间调整大小！
sudo fallocate -l 9G /large_test_file

# 再次检查空间使用率
df -h
您会看到 / 分区的 Use% (使用率) 显著上升。
清理现场（非常重要！）：
测试完成后， 务必删除测试文件 以释放空间。
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sudo rm /large_test_file

测试目标	核心命令	监控命令	关键指标
压满 CPU	`stress-ng --cpu $(nproc) --timeout 120s`	`htop` 或 `sar -u 1`	`sar` 中的 `%user` + `%system`
消耗内存	`stress-ng --vm 1 --vm-bytes 95% --timeout 120s`	`watch free -h` 或 `htop`	`free` 中的 `used/total`
高磁盘I/O	`stress-ng --io 4 --timeout 120s` (在/tmp下)	`iostat -xz 1`	`iostat` 中的 `%util`
填充磁盘空间	`sudo fallocate -l <size> /<mount>/file`	`df -h`	`df` 中的 `Use%`