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stress-ng Docker镜像文档

镜像概述

stress-ng Docker镜像是基于stress-ng工具构建的系统压力测试解决方案。stress-ng是一款功能强大的压力测试工具，支持对CPU、内存、磁盘I/O、网络、进程调度等多种系统资源进行压力测试，可通过灵活的参数配置模拟各种负载场景，帮助用户评估系统在高负载下的稳定性、性能表现及资源处理能力。

容器默认启动命令为：/usr/bin/stress-ng --help，即默认输出帮助信息。

核心功能与特性

支持的资源压力测试类型

• CPU压力测试：通过计算密集型任务（如sleep、sqrt(rand())等）模拟CPU负载
• 内存压力测试：通过mmap、malloc、calloc等方式分配和操作内存
• 磁盘I/O压力测试：通过文件读写、随机 seek、异步I/O等操作测试磁盘性能
• 进程/线程压力测试：通过fork、pthread等创建大量进程/线程
• 文件系统压力测试：通过chmod、link、rename、flock等操作测试文件系统
• 网络压力测试：通过socket、epoll、sendfile等测试网络性能
• 系统调用压力测试：通过get*()、fstat、dup等系统调用进行压力测试

主要特性

• 支持多维度压力测试，可同时对多种资源施加压力
• 提供细粒度参数控制，如操作次数、超时时间、资源分配大小等
• 支持按操作计数或时间控制测试终止条件
• 提供 metrics 输出，可查看测试过程中的活动统计
• 支持单位后缀（如B/K/M/G表示大小，s/m/h/d/y表示时间）

使用场景

• 系统稳定性测试：验证系统在高负载下的长时间运行稳定性
• 性能极限测试：评估服务器/容器的最大承载能力（如最大并发进程数、内存容量等）
• 资源调度测试：测试操作系统或容器编排平台（如Kubernetes）的资源调度能力
• 硬件兼容性测试：验证硬件在高负载下的表现
• 应用压力测试：模拟应用运行时的资源消耗模式，测试应用在极端条件下的响应

使用方法

基本命令格式

bash
docker run --rm [OPTIONS] stress-ng [STRESS_NG_OPTIONS]

常用参数示例

1. 基础CPU压力测试

启动4个CPU压力测试进程，运行30秒后停止：

bash
docker run --rm stress-ng --cpu 4 --timeout 30s

2. 多资源混合压力测试

同时测试CPU（8核）、I/O（4个进程）、内存（2个进程，每个128MB）、进程fork（4个进程），运行10秒：

bash
docker run --rm stress-ng --cpu 8 --io 4 --vm 2 --vm-bytes 128M --fork 4 --timeout 10s

3. 内存压力测试（锁定内存）

启动2个内存压力测试进程，每个分配512MB内存并锁定到物理内存，运行60秒：

bash
docker run --rm --cap-add=IPC_LOCK stress-ng --vm 2 --vm-bytes 512M --vm-locked --timeout 60s

4. 磁盘I/O压力测试

启动2个磁盘I/O压力测试进程，每个写入2GB数据，使用直接I/O模式：

bash
docker run --rm -v /tmp:/tmp stress-ng --hdd 2 --hdd-bytes 2G --hdd-direct --timeout 5m

Docker Compose示例

创建docker-compose.yml文件：

yaml
version: '3'
services:
  stress-test:
    image: stress-ng
    command: --cpu 4 --vm 2 --vm-bytes 256M --timeout 5m
    # 如需测试磁盘I/O，挂载本地目录
    volumes:
      - ./testdata:/testdata
    # 如需锁定内存，添加capabilities
    cap_add:
      - IPC_LOCK

启动测试：

bash
docker-compose up

详细配置参数

通用选项

CPU相关选项

内存相关选项

I/O与磁盘相关选项

进程与线程相关选项

文件系统相关选项

网络相关选项

注意：部分参数（如--vm-locked）需要容器具备相应的Linux capabilities（如IPC_LOCK），需通过--cap-add参数添加。文件系统和磁盘测试建议挂载宿主机目录，避免容器存储限制影响测试结果。