写在前面：大约4年前在中科院软件所，为评估国产兆芯CPU性能，我接触到一些benchmark，涉及CPU指标的就有ubench、sysbench、c-ray、SPEC和unixbench等。
工具在手，不要动脑，跑起来就行。后来情况变了，每个月都有数个系统性能调优的kpi压在身上，你不光要知道这些性能怎么测，还得分析瓶颈在哪，最后还要不断实验去提升性能。
能力有限，很多就不会去关注，像sysbench也是个老掉牙的benchmark了，诞生到现在有15年历史，一个工具走到现在，还有它使用的场景，那肯定有它的价值。
正巧最近又需要验证虚拟化下CPU的性能，仍然利用sysbench去测试，这次既然测了，就不单单只看跑分，看看数据背后的意义。
一、sysbench测试CPU的过程
使用benchmark前，不妨先看下readme，sysbench在CPU上是这样自我定义的：
| `cpu`: a simple CPU benchmark |
划重点：simple。工具设计之初，就不是为CPU考虑的，它最常使用场景基本在mysql等数据库评测上。所以自评为simple benchmark，必然有原因，这个后面详说。
回归正题，sysbench在大多数Linux下建议yum或apt-get安装，万一需要手动编译，需要注意2点：
如果你的sysbench是运行在64位CPU上，请先确保编译的是64位二进制文件；
万一你的环境是32位CPU，要知道在32位CPU上进行64位操作数的运算，需要使用多条32位的汇编指令来模拟其行为，随之带来的性能开销势必影响到结果。
（1）一般测试方法
事先声明，我用的是sysbench1.0.17版本，自从1.0.8版本后，一改以往使用计算达到10000内素数所用时间为测试结果，?增加了events per second为输出报告。
测试方法大同小异，sysbench + 参数 + 测试项 + 命令，如下图：
以CPU为例（测试在4线程下CPU的运算速度）：
在本例测试中，只是采用最小化参数：--threads，其他常用参数还包括：
根据实际需要，可选择多种参数组合，本文只采用线程作为参数，测试结果如下所示：
测试输出清晰，数据一目了然，benchmark轻度用户重点关注2个数据就好，一是Prime numbers limit，二是events per second。
以上面为例，最终结果就是计算10000个素数，4线程平均每秒完成event个数为549.36，数值越大代表性能越好。
如果只简单衡量云主机CPU性能，以上2个结果足够了，明白了在什么样的基数下测试，并且知道每秒完成的events，可以获得1个基准数据。
（2）sysbench的实现方式
工具run了起来，数据也拿到了，但是离马放南山还早。这时候你还不知道数据准确与否，如果是准确的，是不是你想要的最优结果。
在评估数据之前，先了解下sysbench是怎么去测试CPU的，做到知己知彼后，再去看测试结果，说不定会有更多体会，特别是把测试中观察到的性能问题跟系统原理关联起来。
sysbench作为一个多用途开源benchmark，按照框架设计惯例，其CPU、thread、io、memory和数据库也遵循着松耦合的设计，CPU的源码有独立的模块。
简约不简单的CPU module
采用农村包围城市，先从CPU测试源码入手，源码见/src/tests/cpu/sb_cpu.c
图1：sb_cpu.c 头文件声明
你不熟悉sysbench的代码结构也没关系，仅从sb_cpu.c中简单几行头文件声明，就可以得到很多信息，抛开前面2个config.h、sb_win.h不谈（测试环境在Linux上），真正用到的就2个类库路径里面的头文件：<math.h>、<inntypes.h>和1个内部实现函数声明的"sysbench.h"。
重点关注"sysbench.h"，但具体实现还要看sysbench.c，暂且不表，继续看/src/tests/cpu/sb_cpu.c
图2：初始化的CPU测试参数
图2中，定义了一个cpu默认参数，如果不特别指定，cpu-max-prime默认以10000作为上限。这里工具采用static函数声明的方式，直接引用/src/sb_options.h中的sb_arg_t结构体，简单声明测试设置的name、desc、value和type，在以后的sysbench.c会多次调用，如图3所示：
图3：sb_arg_t结构体
沿着/src/tests/cpu/sb_cpu.c代码继续看，是对CPU测试的函数声明和静态变量定义，在cpu_test中通过变量可看到CPU性能测试流程，如下图4中：
图4：cpu_test静态变量的定义
图4中，基于sb_test_t的结构体变量cpu_test，ops下所有变量在sb_test_t中引用了sb_operations_t。cpu_test完全依据sb_test_t结构体中包含的数据项，从名称设置开始，到初始化操作，再到定义核心event函数执行、报告输出，最后到结束后的动作。短短10几行，就把CPU测试场景描述清楚了，剩下要做的只是代码依次执行罢了。
图5：cpu-max-prime取值判断
图5中，cpu-max-prime在/src/tests/cpu/sb_cpu.c代码中有单独实现，其他类似time、event、threads的实现全都放在sysbench.c中。
sb_get_value_int()函数在sb_options.c中已完成定义，很多参数都要sb_get_value_int去获取。
图6：CPU测试的主要执行环节
cpu_execute_event是sysbench在CPU性能评估最主要环节，之前代码多次提到prime字眼，知道是素数，通过百度也知道它的计算原理，但在cpu_execute_event函数中详细定义了具体计算方式。在这种模式下，每个请求都由素数计算组成，由cpu-max-primes选项指定的值为上限，所有的计算使用64位整数执行。
图7：CPU报告实现
图7中，cpu_report_cumulative是最后的实现环节，采集、统计及打印是一连串的处理过程，如果要实时打印report，要停止运行计时器。具体代码实现在sysbench.c中sb_report_cumulative()，这是个复杂的处理流程。
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