如何迅速分析出系统I/O的瓶颈在哪里？

最新推荐文章于 2024-08-30 17:44:28 发布
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#java #linux #后端 #程序人生 #经验分享

本文探讨了如何分析Linux系统中的I/O性能瓶颈，涵盖了文件系统和磁盘I/O的性能指标，如使用率、IOPS、吞吐量和响应时间。通过工具如df、iostat、pidstat等获取指标数据，强调了正确分析I/O性能问题的重要性，并提供了一个分析流程图，帮助快速定位问题。

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性能指标

老规矩，我们先来回顾一下，描述 I/O 的性能指标有哪些？你可以先回想一下文件系统和磁盘 I/O 的原理，结合下面这张 Linux 系统的 I/O 栈图，凭着记忆和理解自己写一写。或者，你也可以打开前面的文章，挨个复习总结一下。

说了这么久的 I/O 性能知识，一说起 I/O 指标，你应该首先会想到分类描述。我们要区分开文件系统和磁盘，分别用不同指标来描述它们的性能。

文件系统I/O性能指标

我们先来看文件系统的情况。

首先，最容易想到的是存储空间的使用情况，包括容量、使用量以及剩余空间等。我们通常也称这些为磁盘空间的使用量，因为文件系统的数据最终还是存储在磁盘上。

不过要注意，这些只是文件系统向外展示的空间使用，而非在磁盘空间的真实用量，因为文件系统的元数据也会占用磁盘空间。

而且，如果你配置了 RAID，从文件系统看到的使用量跟实际磁盘的占用空间，也会因为RAID 级别的不同而不一样。比方说，配置 RAID10 后，你从文件系统最多也只能看到所有磁盘容量的一半。

除了数据本身的存储空间，还有一个容易忽略的是索引节点的使用情况，它也包括容量、使用量以及剩余量等三个指标。如果文件系统中存储过多的小文件，就可能碰到索引节点容量已满的问题。

其次，你应该想到的是前面多次提到过的缓存使用情况，包括页缓存、目录项缓存、索引节点缓存以及各个具体文件系统（如 ext4、XFS 等）的缓存。这些缓存会使用速度更快的内存，用来临时存储文件数据或者文件系统的元数据，从而可以减少访问慢速磁盘的次数。

除了以上这两点，文件 I/O 也是很重要的性能指标，包括 IOPS（包括 r/s 和 w/s）、响应时间（延迟）以及吞吐量（B/s）等。在考察这类指标时，通常还要考虑实际文件的读写情况。比如，结合文件大小、文件数量、I/O 类型等，综合分析文件 I/O

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一、性能指标 二、文件系统I/O性能指标 1、存储空间的使用情况 文件系统向外展示的空间使用，而非磁盘空间的真是用量，因为文件系统的元数据也会占用磁盘空间 2、索引节点的使用情况 如果存储过多的小文件、就可能碰到索引节点容量已满的问题 3、缓存使用情况 如果存储过多的小文件、就可能碰到索引节点容量已满的问题，从而可以减少访问慢速磁盘的次数 4、文件IO ...
系统IO瓶颈分析
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性能瓶颈分析（CPU，IO，内存）
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1、系统CPU利用率高是什么原因？ 答：cpu分为用户级的CPU和系统级的CPU，系统中断与切换多，中断和切换频繁很耗用CPU。运算量大是用户级的。CPU太差，主频太低，都是形容CPU差。 苹果系统一直让单线程，因为这样就减少了N多插队的请求导致的中断减速 2、用户CPU利用率高是什么原因？ 答：用户态是运行应用程序所占cpu时间百分比，系统态是应用程序调度所占cpu时间百分比，造成系统...
套路篇：如何迅速分析出系统I/O的瓶颈在哪里？
echohuangshihuxue的博客
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前几节学习中，我们通过几个案例，分析了各种常见的 I/O 性能问题。通过这些实战操作，你应该已经熟悉了 I/O 性能问题的分析和定位思路，也掌握了很多 I/O 性能分析的工具。不过，我想你可能还是会困惑，如果离开专栏，换成其他的实际工作场景，案例中提到的各种性能指标和工具，又该如何选择呢？上一节最后，我留下了作业，让你自己整理思路。今天，我就带你一起复习，总结一下，如何“快准狠”定位系统的 I/O 瓶颈；并且梳理清楚，在不同场景下，指标工具怎么选，性能瓶颈又该如何定位。
【linux性能优化】如何分析系统I/O瓶颈
sysu_lluozh
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如何快准狠定位系统的I/O瓶颈，并且梳理清楚在不同场景下指标工具怎么选，性能瓶颈又该如何定位？ 一、性能指标 老规矩，回顾一下描述I/O的性能指标有哪些？ 回想一下文件系统和磁盘I/O的原理，结合下面这张Linux系统的I/O栈图梳理一下 说起I/O指标应该首先会想到分类描述 要区分开文件系统和磁盘，分别用不同指标来描述它们的性能 1.1 文件系统I/O性能指标 先来看文件系统的情况 存储空间使用情况 首先，最容易想到的是存储空间的使用情况，包括容量、使用量以及剩余空间等 通常也称这些为磁盘空间的使用
套路篇：如何迅速分析出系统CPU的瓶颈在哪里？
echohuangshihuxue的博客
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前几节里，我通过几个案例，带你分析了各种常见的 CPU 性能问题。通过这些，我相信你对 CPU 的性能分析已经不再陌生和恐惧，起码有了基本的思路，也了解了不少 CPU 性能的分析工具。不过，我猜你可能也碰到了一个我曾有过的困惑： CPU 的性能指标那么多，CPU 性能分析工具也是一抓一大把，如果离开专栏，换成实际的工作场景，我又该观察什么指标、选择哪个性能工具呢？
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Henry Newman是Instrumental Inc.的首席技术官，也是企业存储论坛的常驻作者。他是一位行业咨询师，在高性能计算和存储领域拥有28年的工作经验。数据存储已经成为企业应用中的薄弱环节。如果没有存储厂商的齐心协力，这个技术的处境将变得更加窘迫。I/O堆栈的进步落后于芯片的进步，而且I/O堆栈有可能被新的技术所取代，比如可以提供无限制数据访问的相变记忆体（PC...
30 | 套路篇：如何迅速分析出系统I/O的瓶颈在哪里？
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三十、如何迅速分析出系统I/O的瓶颈在哪里？
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目录 性能指标 文件系统I/O性能指标 元数据 RAID 索引节点 缓存 文件 I/O 磁盘I/O性能指标 四个核心的磁盘 I/O 指标 分析场景 缓冲区（Buffer）对I/O分析的影响 性能指标找工具 从工具能知道哪些指标 ​ 如何迅速分析 I/O 的性能瓶颈 性能指标 文件系统I/O性能指标 最容易想到的是存储空间的使用情况，包括容量、使用量以及剩余空间等。我们通常也称这些为磁盘空间的使用量，因为文件系统的数据最终还是存储在磁盘上。 元数据 这些只是文件..
浅谈高并发下I/O瓶颈如何优化
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Selector 是基于事件驱动实现的，我们可以在 Selector 中注册 accpet、read 监听事件，Selector 会不断轮询注册在其上的 Channel，如果某个 Channel 上面发生监听事件，这个 Channel 就处于就绪状态，然后进行 I/O 操作。NIO是基于缓冲块为单位的流操作，在 Buffer 的基础上，新增了两个组件“管道和多路复用器”，实现了非阻塞I/O，NIO 适用于发生大量 I/O 连接请求的场景，这三个组件共同提升了 I/O 的整体性能。
基础：如何迅速分析出系统IO的瓶颈在哪里
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性能指标 对于IO指标，我们要区分开文件系统和磁盘，分布用不同的指标来描述他们的性能 文件系统IO性能指标 首先，是存储空间的使用情况 包括容量、使用量以及剩余空间，我们通常也称这些问磁盘空间的使用量，因为文件系统的数据最终还是要存储在磁盘上 不过，要注意，这些只是文件系统对外展示的空间使用，而非在磁盘空间的真实用量，因为文件系统的元数据也会占用磁盘空间。 而且，如果你配置了RAID，从文件系统看到的使用量跟实际磁盘的占用空间，也会因为RAID级别的不同而不一样。比如，配置RAID10后，你从文件系统
Linux性能优化-如何迅速分析出系统I/O瓶颈
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如何迅速分析出系统I/O瓶颈
IO瓶颈定位
datuzijean的博客
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对于服务器资源消耗，我们大多关注CPU，内存，网络等，往往会忽视IO（磁盘IO为主）瓶颈，下面通过分享一点经验： 什么样的服务容易出现IO瓶颈 1.IO密集型服务(例如数据库，文件存储服务dfs等) 2.含有大量读写的服务(服务日志写入庞大，文件读取频繁) 3.含有持久化功能的服务(Redis、MQ等) 问题思路导图流程（比较粗的划分，与IO流设计有关，但这里不详解啦） IO->...
网络通信优化之I/O模型：如何解决高并发下I/O瓶颈？
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I/O是机器获取和交换信息的主要渠道，而流是完成I/O操作的主要方式。在计算机中，流是一种信息的转换。流是有序的，因此相对于某一机器或者应用程序而言，我们通常把机器或者应用程序接收外界的信息称为输入流（InputStream），从机器或者应用程序向外输出的信息称为输出流（OutputStream），合称为输入/输出流（I/O Streams）。机器间或程序间在进行信息交换或者数据交换时，总是先将对象或数据转换为某种形式的流，再通过流的传输，到达指定机器或程序后，再将流转换为对象数据。
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blue_heart_的博客
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如何通过命令行监控Linux系统的磁盘I/O实时性能？
最新发布
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<think>我们正在回答用户关于如何通过命令行监控Linux系统磁盘I/O实时性能的问题。根据引用内容，我们有以下工具可用：iostat, iotop, vmstat, dstat。我们将详细介绍这些工具的使用方法。 注意：用户要求命令行监控，所以我们重点介绍命令行工具，特别是实时监控。 步骤： 1. 介绍每个工具的基本用法，特别是实时监控模式。 2. 给出具体的命令示例，并解释输出中的关键指标。 3. 强调实时刷新功能（如间隔时间设置）。 4. 根据引用内容，给出一些性能指标的解释（如磁盘利用率超过多少需要注意等）。 根据引用[1][2][3]：iostat是常用的工具，可以查看系统I/O统计信息。 根据引用[4]：iotop可以按进程监控磁盘I/O，类似于top命令。 根据引用[3][5]：vmstat和dstat也可以提供磁盘I/O信息，其中dstat是一个多功能工具。 我们按工具分别介绍： 一、iostat 引用[1][2][3]都提到了iostat，它可以提供磁盘的读写速率（单位通常是kB/s）、I/O等待时间、磁盘利用率等。 实时监控命令（每2秒刷新一次，共显示5次）： ```bash iostat -dx 2 5 ``` 参数说明： -d 显示磁盘使用情况 -x 显示扩展统计信息 2 表示间隔2秒 5 表示显示5次 关键指标（引用[5]中提到）： - %util：磁盘利用率（即磁盘处于活动时间的百分比）。如果超过80%，则可能存在I/O瓶颈[^5]。 - await：平均I/O等待时间（毫秒），包括队列等待和服务时间。值越大表示磁盘越忙或性能问题。 - r/s, w/s：每秒读/写请求数。 - rkB/s, wkB/s：每秒读/写的数据量（kB）。 二、iotop 引用[4]专门介绍了iotop，它是一个类似top的交互式工具，按进程显示磁盘I/O使用情况。 安装（如果未安装）： Debian/Ubuntu: `sudo apt install iotop` RHEL/CentOS: `sudo yum install iotop` 运行： ```bash sudo iotop ``` 特点： - 实时显示每个进程的磁盘读写速率（读/写分别显示）。 - 可以使用快捷键排序（例如按O键只显示有I/O活动的进程，按左右箭头改变排序字段）。 - 需要root权限。 三、vmstat 引用[3]提到vmstat也可以用于磁盘I/O监控，虽然它主要关注虚拟内存，但也包含磁盘块I/O信息。 命令（每1秒刷新一次）： ```bash vmstat 1 ``` 磁盘I/O相关列（通常在输出右侧）： - bi：每秒从块设备读取的块数（blocks in） - bo：每秒写入块设备的块数（blocks out） 注意：vmstat提供的磁盘I/O信息相对简单，不如iostat详细。 四、dstat dstat是一个多功能工具，可以同时监控CPU、内存、磁盘、网络等。 安装： Debian/Ubuntu: `sudo apt install dstat` RHEL/CentOS: `sudo yum install dstat` 监控磁盘I/O（每1秒刷新）： ```bash dstat -d ``` 如果想同时查看磁盘I/O的详细情况（包括读/写速率）： ```bash dstat -D total,sda # 监控所有磁盘和指定磁盘sda ``` 或者结合其他资源监控： ```bash dstat -tcd # 显示时间戳、CPU、磁盘 ``` 五、其他工具 还可以使用sar（需要安装sysstat），它可以查看历史数据，也可以设置实时监控。 例如，每1秒采样一次磁盘I/O，共3次： ```bash sar -d 1 3 ``` 总结： 对于实时监控，推荐使用： - 想看每个磁盘的详细统计：`iostat -dx 1` - 想看每个进程的读写：`sudo iotop` - 想同时看多种资源（包括磁盘）：`dstat -cdm --disk-util` 注意事项： - 磁盘利用率（%util）是判断磁盘是否过载的重要指标，持续高于80%可能表示存在I/O瓶颈[^5]。 - 如果await时间过长（例如超过20ms），可能表示磁盘响应慢。 根据用户的问题，我们没有图形界面的要求，所以不介绍图形工具。 最后，我们按照要求生成相关问题。 </think>以下是几种通过命令行实时监控Linux系统磁盘I/O性能的方法，结合引用内容整理而成： ### 1. **iostat - 磁盘I/O统计工具** ```bash iostat -dx 1 ``` - **关键参数**： - `-d`：显示磁盘统计 - `-x`：显示扩展统计信息 - `1`：每秒刷新一次 - **核心指标解读**： - `%util`：磁盘利用率（活动时间百分比），超过 **80%** 表示可能存在瓶颈[^5] - `await`：平均I/O等待时间（毫秒），值越大延迟越高 - `r/s + w/s`：每秒读写请求总数 - `rkB/s + wkB/s`：每秒读写数据量（KB） - **示例输出**： ``` Device r/s w/s rkB/s wkB/s await %util sda 7.2 15.3 120.4 310.6 4.23 68.1 ``` ### 2. **iotop - 进程级I/O监控** ```bash sudo iotop ``` - **特点**（引用[4]）： - 交互式界面，类似`top`命令 - 实时显示每个进程的读写速率 - 支持按`o`键过滤仅显示活跃I/O进程 - **关键列**： - `IO>`：进程I/O优先级 - `DISK READ/DISK WRITE`：读写速率 - `SWAPIN`：交换空间使用率 ### 3. **vmstat - 综合性能监控** ```bash vmstat 1 ``` - **磁盘相关指标**： - `bi`：每秒读取块数 - `bo`：每秒写入块数 - 适合快速查看系统整体I/O负载（引用[3]） ### 4. **dstat - 多功能资源监控** ```bash dstat --disk-util --disk-tps 1 ``` - **参数说明**： - `--disk-util`：磁盘利用率百分比 - `--disk-tps`：每秒传输请求数 - 可同时监控CPU/内存/网络（引用[3]） --- ### **关键性能阈值参考** 1. **磁盘利用率**（`%util`）： - < 60%：正常 - 60%~80%：需关注优化 - > 80%：显著瓶颈，需立即处理[^5] 2. **I/O等待时间**（`await`）： - > 20ms：机械硬盘异常 - > 5ms：SSD异常 > **提示**：结合`watch`命令连续监控： > `watch -n 1 "iostat -dx | grep -v dm- | grep -v loop"`
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