[發明專利]一種針對Linux進程調度的性能測試方法和工具

有效

• 申請號: 201210164835.1
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102722434A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 蘭雨晴;劉曉輝
• 申請（專利權）人: 蘭雨晴
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;G06F9/44
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所 11301
• 代理人: 牟長林

技術領域

本發明涉及Linux內核性能測試技術領域，尤其涉及一種針對Linux進程調度進行性能測試的方法和工具。

背景技術

性能測試是軟件研發過程中必不可少的重要環節，它能夠幫助軟件廠商識別在軟件研發過程中潛在的性能退化問題和產品可能存在的性能缺陷。Linux操作系統作為一個龐大復雜的軟件系統，不斷對其進行性能測試是Linux操作系統廠商在產品發布前必須進行的關鍵步驟。目前，業界對Linux操作系統開展性能測試是針對Linux內核的五大子系統（進程調度子系統、內存管理子系統、虛擬文件子系統、進程通信子系統和網絡接口子系統）分別展開的。Linux進程調度是Linux操作系統的核心，它的主要工作是在所有的可運行進程中選擇最合適的一個占用CPU運行。Linux進程調度性能的優劣將直接影響到Linux操作系統運行的正確性和穩定性。

目前，業界普遍開展的Linux性能測試主要是針對Linux內核的內存管理子系統、虛擬文件子系統和網絡通信子系統，而針對Linux進程調度子系統進行性能測試的方法和工具相對匱乏。現有能夠支持Linux進程調度性能測試的工具包括HackBench和ValonaMark。然而，使用上述兩種工具對Linux進程調度性能進行測試存在以下不足：

一、上述工具僅關注了微觀基準測試，忽略了宏觀基準測試。微觀基準測試是指對Linux內核工作過程中的某個具體環節的性能進行測試，對Linux進程調度子系統來說包括進程創建速度、進程調度切換速度等。宏觀基準測試是從用戶使用角度出發（即宏觀角度）出發來評價Linux內核的性能。顯然，要做到對Linux進程調度性能進行全面評測，僅關注微觀基準測試是不夠的。

二、上述工具關注的性能指標較少，且性能指標的計算方法不夠精確。其中，HackBench和ValonaMark測量的性能指標僅局限于周轉時間，且周轉時間的計算方法誤差較大（取軟件運行一次的時間）。這是由于上述工具在計算性能指標時沒有深入內核，不能準確獲取內核工作的具體狀態。

三、測試結果信息量少，很難對Linux內核調優提供幫助。

隨著Linux操作系統應用領域的日益廣泛，Linux操作系統廠商迫切需要一種針對Linux進程調度的性能測試方法和工具能夠解決上述存在的問題，提高Linux操作系統產品的質量。

發明內容

本發明參考了性能測試方法學中的基準測試、壓力測試和代碼性能分析方法，結合內核插樁技術提出一種針對Linux進程調度性能測試的方法并設計了相應的工具，該方法和工具能夠幫助Linux研發和測試人員直觀評價Linux進程調度性能，識別產品存在的潛在性能問題，進而幫助Linux操作系統研發人員不斷提升Linux進程調度性能，以解決現有方法不能從用戶角度評價Linux進程調度性能、性能指標較少且計算精度差和測試結果信息難以輔助內核調優的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種針對Linux進程調度性能測試的方法，包含以下基準測試步驟：

步驟11：選取基準測試的維度和測試項；其中，基準測試的維度包括宏觀基準測試和微觀基準測試；宏觀基準測試的測試項包括：調度公平性測試、調度效率測試和調度交互性測試；微觀基準測試的測試項包括：調度上下文切換延遲測試和調度喚醒延遲測試；

步驟12：編寫并配置測試驅動模塊，用于接受用戶通過命令行傳入的執行參數來控制所述基準測試中對Linux進程調度施加的負載；

步驟13：編寫并配置性能指標監控模塊，用于獲取和計算所述基準測試中關注的基準測試性能指標，不同的測試項對應不同的基準測試性能指標；

步驟14：運行測試驅動模塊驅動基準測試執行，同時運行基準測試性能指標監控模塊，對測試過程中Linux進程調度運行信息進行采集和處理，并實時記錄Linux進程調度狀態用于計算和更新基準測試性能指標；

步驟15：基準測試運行結束后，輸出測試結果、測試執行過程信息和用戶選擇的基準測試性能指標信息；

其中，所述基準測試性能指標包括：周轉時間、最大周轉時間、平均周轉時間、周轉時間的標準差、帶權周轉時間、平均帶權周轉時間、最大帶權周轉時間、等待時間、最大等待時間、平均等待時間、喚醒延遲、平均喚醒延遲、最大喚醒延遲、最大上下文切換延遲、上下文切換延遲和平均上下文切換延遲。