2009-10-23 10:56 linux下iostat命令解释

本文介绍如何使用iostat工具监测Linux系统的磁盘IO性能,并通过实例详细解析各项指标含义及如何判断是否存在IO瓶颈。

iostat -d -k -t 2

每隔2秒统计一次磁盘IO信息,直到按Ctrl+C终止程序,-d 选项表示统计磁盘信息, -k 表示以每秒KB的形式显示,-t 要求打印出时间信息,2 表示每隔 2 秒输出一次。第一次输出的磁盘IO负载状况提供了关于自从系统启动以来的统计信息。随后的每一次输出则是每个间隔之间的平均IO负载状况。

# iostat -x 1 10
Linux 2.6.18-92.el5xen 02/03/2009
avg-cpu:   %user %nice %system %iowait   %steal %idle
          1.10 0.00 4.82 39.54 0.07 54.46
Device:       rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await   svctm   %util
sda             0.00     3.50   0.40   2.50     5.60 48.00 18.48     0.00 0.97 0.97 0.28
sdb             0.00     0.00   0.00   0.00     0.00     0.00     0.00     0.00 0.00 0.00 0.00
sdc             0.00     0.00   0.00   0.00     0.00     0.00     0.00     0.00 0.00 0.00 0.00
sdd             0.00     0.00   0.00   0.00     0.00     0.00     0.00     0.00 0.00 0.00 0.00
sde             0.00     0.10   0.30   0.20     2.40     2.40     9.60     0.00 1.60 1.60 0.08
sdf              17.40     0.50 102.00   0.20 12095.20     5.60 118.40     0.70 6.81 2.09   21.36
sdg          232.40     1.90 379.70   0.50 76451.20 19.20 201.13     4.94 13.78 2.45   93.16
rrqm/s: 每秒进行 merge 的读操作数目。即 delta(rmerge)/s
wrqm/s:   每秒进行 merge 的写操作数目。即 delta(wmerge)/s
r/s:           每秒完成的读 I/O 设备次数。即 delta(rio)/s
w/s:       每秒完成的写 I/O 设备次数。即 delta(wio)/s
rsec/s: 每秒读扇区数。即 delta(rsect)/s
wsec/s:  每秒写扇区数。即 delta(wsect)/s
rkB/s:   每秒读K字节数。是 rsect/s 的一半,因为每扇区大小为512字节。(需要计算)
wkB/s: 每秒写K字节数。是 wsect/s 的一半。(需要计算)
avgrq-sz: 平均每次设备I/O操作的数据大小 (扇区)。delta(rsect+wsect)/delta(rio+wio)
avgqu-sz: 平均I/O队列长度。即 delta(aveq)/s/1000 (因为aveq的单位为毫秒)。
await: 平均每次设备I/O操作的等待时间 (毫秒)。即 delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio)
svctm: 平均每次设备I/O操作的服务时间 (毫秒)。即 delta(use)/delta(rio+wio)
%util:    一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作,或者说一秒中有多少时间 I/O 队列是非空的。即 delta(use)/s/1000 (因为use的单位为毫秒)

如果 %util 接近 100%,说明产生的I/O请求太多,I/O系统已经满负荷,该磁盘
可能存在瓶颈。
idle小于70% IO压力就较大了,一般读取速度有较多的wait.

同时可以结合vmstat 查看查看b参数(等待资源的进程数)和wa参数(IO等待所占用的CPU时间的百分比,高过30%时IO压力高)

另外还可以参考

一般:
svctm < await (因为同时等待的请求的等待时间被重复计算了),
svctm的大小一般和磁盘性能有关:CPU/内存的负荷也会对其有影响,请求过多也会间接导致 svctm 的增加。
await: await的大小一般取决于服务时间(svctm) 以及 I/O 队列的长度和 I/O 请求的发出模式。
如果 svctm 比较接近 await,说明I/O 几乎没有等待时间;
如果 await 远大于 svctm,说明 I/O队列太长,应用得到的响应时间变慢,
如果响应时间超过了用户可以容许的范围,这时可以考虑更换更快的磁盘,调整内核 elevator算法,优化应用,或者升级 CPU。
队列长度(avgqu-sz)也可作为衡量系统 I/O 负荷的指标,但由于 avgqu-sz 是按照单位时间的平均值,所以不能反映瞬间的 I/O 洪水。

   别人一个不错的例子.(I/O 系统 vs. 超市排队)

举一个例子,我们在超市排队 checkout 时,怎么决定该去哪个交款台呢? 首当是看排的队人数,5个人总比20人要快吧?除了数人头,我们也常常看看前面人购买的东西多少,如果前面有个采购了一星期食品的大妈,那么可以考虑换个队排了。还有就是收银员的速度了,如果碰上了连钱都点不清楚的新手,那就有的等了。另外,时机也很重要,可能 5分钟前还人满为患的收款台,现在已是人去楼空,这时候交款可是很爽啊,当然,前提是那过去的 5 分钟里所做的事情比排队要有意义(不过我还没发现什么事情比排队还无聊的)。
I/O 系统也和超市排队有很多类似之处:
r/s+w/s 类似于交款人的总数
平均队列长度(avgqu-sz)类似于单位时间里平均排队人的个数
平均服务时间(svctm)类似于收银员的收款速度
平均等待时间(await)类似于平均每人的等待时间
平均I/O数据(avgrq-sz)类似于平均每人所买的东西多少
I/O 操作率 (%util)类似于收款台前有人排队的时间比例。
我们可以根据这些数据分析出 I/O 请求的模式,以及 I/O 的速度和响应时间。
下面是别人写的这个参数输出的分析
# iostat -x 1
avg-cpu:   %user %nice %sys %idle
16.24 0.00 4.31 79.44
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s   rsec/s   wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await   svctm   %util
/dev/cciss/c0d0
0.00   44.90   1.02 27.55 8.16   579.59     4.08 289.80 20.57 22.35 78.21 5.00   14.29
/dev/cciss/c0d0p1
0.00   44.90   1.02 27.55 8.16   579.59     4.08 289.80 20.57 22.35 78.21 5.00   14.29
/dev/cciss/c0d0p2
0.00 0.00   0.00   0.00 0.00 0.00     0.00     0.00     0.00     0.00 0.00 0.00 0.00
上面的 iostat 输出表明秒有 28.57 次设备 I/O 操作: 总IO(io)/s = r/s(读) +w/s(写) = 1.02+27.55 = 28.57 (次/秒) 其中写操作占了主体 (w:r = 27:1)。
平均每次设备 I/O 操作只需要 5ms 就可以完成,但每个 I/O 请求却需要等上 78ms,为什么? 因为发出的 I/O 请求太多 (每秒钟约 29 个),假设这些请求是同时发出的,那么平均等待时间可以这样计算:
平均等待时间 = 单个 I/O 服务时间 * ( 1 + 2 + ... + 请求总数-1) / 请求总数
应用到上面的例子: 平均等待时间 = 5ms * (1+2+...+28)/29 = 70ms,和 iostat 给出的78ms 的平均等待时间很接近。这反过来表明 I/O 是同时发起的。
每秒发出的 I/O 请求很多 (约 29 个),平均队列却不长 (只有 2 个 左右),这表明这 29 个请求的到来并不均匀,大部分时间 I/O 是空闲的。
一秒中有 14.29% 的时间 I/O 队列中是有请求的,也就是说,85.71% 的时间里 I/O 系统无事可做,所有 29 个 I/O 请求都在142毫秒之内处理掉了。
delta(ruse+wuse)/delta(io) = await = 78.21 => delta(ruse+wuse)/s=78.21 * delta(io)/s = 78.21*28.57 =2232.8,表明每秒内的I/O请求总共需要等待2232.8ms。所以平均队列长度应为 2232.8ms/1000ms = 2.23,而iostat 给出的平均队列长度 (avgqu-sz) 却为 22.35,为什么?! 因为 iostat 中有 bug,avgqu-sz值应为 2.23,而不是 22.35。

2025-08-14 09:36:00 20 1 0 312528 0 7742108 0 0 96 10720 136991 202778 27 5 58 10 0 2025-08-14 09:36:01 33 3 0 290504 0 7744032 0 0 80 13330 134648 201266 28 6 56 9 0 2025-08-14 09:36:02 23 1 0 302708 0 7744896 0 0 180 19124 135480 203343 26 5 60 9 0 2025-08-14 09:36:03 16 3 0 301276 0 7746760 0 0 112 25780 135327 202836 26 5 60 9 0 2025-08-14 09:36:04 19 0 0 300508 0 7748024 0 0 112 8547 133625 201365 26 5 60 9 0 2025-08-14 09:36:05 17 1 0 302228 0 7749464 0 0 32 13457 132841 200477 25 5 62 8 0 2025-08-14 09:36:06 25 2 0 297144 0 7750616 0 0 16 8241 132951 200081 26 5 60 9 0 2025-08-14 09:36:07 30 4 0 295780 0 7752480 0 0 36 22796 136889 204489 28 5 56 11 0 2025-08-14 09:36:08 28 2 0 295292 0 7753500 0 0 48 13160 135844 203640 27 5 57 10 0 2025-08-14 09:36:09 16 1 0 294524 0 7754908 0 0 32 31767 136617 205917 28 5 56 10 0 2025-08-14 09:36:10 1 0 0 294052 0 7755448 0 0 48 3631 78282 118137 21 3 73 3 0 2025-08-14 09:36:11 1 0 0 289696 0 7755512 0 0 112 0 3692 973 7 0 93 0 0 2025-08-14 09:36:12 1 0 0 286200 0 7755540 0 0 0 5488 3828 1094 7 0 92 0 0 2025-08-14 09:36:13 1 0 0 281808 0 7755540 0 0 0 0 3421 637 7 0 93 0 0 2025-08-14 09:36:14 1 0 0 281464 0 7755540 0 0 0 0 3706 822 7 0 92 0 0 2025-08-14 09:36:15 1 0 0 280960 0 7755544 0 0 0 23 3868 875 8 0 92 0 0 2025-08-14 09:36:16 procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- 2025-08-14 09:36:16 r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 2025-08-14 09:36:16 94 17 0 272192 0 7765884 0 0 1252 3524 54460 76759 20 3 76 2 0 2025-08-14 09:36:17 8 0 0 267540 0 7769808 0 0 20 16134 130389 188555 43 6 42 9 0 2025-08-14 09:36:18 10 2 0 266120 0 7771400 0 0 0 8456 133633 202485 26 5 60 9 0 2025-08-14 09:36:19 1 3 0 266036 0 7772784 0 0 0 16311 134063 203080 24 5 63 9 0 这是vmstat的日志,10秒到16秒的时候进程运行卡顿,可能是什么原因符合这个表现
08-15
在分析 `vmstat` 日志以确定进程卡顿的原因时,需要关注几个关键指标:CPU 使用率、内存交换(swapping)和磁盘 I/O 活动。以下是如何通过 `vmstat` 输出来识别这些潜在问题的方法。 ### CPU 使用率分析 `vmstat` 提供了关于 CPU 活动的详细信息,包括用户模式(us)、系统模式(sy)、空闲(id)以及等待 I/O 完成(wa)的时间百分比。当系统中运行的任务过多时,可能会导致 CPU 成为瓶颈,从而引起进程卡顿。 - **运行队列 (`r` 列)**: 如果 `r` 列的值经常超过 CPU 核心数量,这表明有过多的任务在排队等待 CPU 时间片,可能是 CPU 过载的迹象。 - **CPU 空闲时间 (`id` 列)**: 如果 `id` 值持续低于 40%,则可能意味着 CPU 资源紧张。 - **I/O 等待时间 (`wa` 列)**: 高 `wa` 值表示 CPU 花费了大量时间等待 I/O 操作完成,这通常与磁盘性能问题有关。 ### 内存交换分析 内存交换是另一个可能导致进程卡顿的因素。当物理内存不足时,Linux 会将部分内存内容交换到磁盘上的交换空间,这个过程会显著降低性能。 - **内存交换 (`si` 和 `so` 列)**: `si` 表示从磁盘交换回内存的数据量(换入),而 `so` 表示从内存交换到磁盘的数据量(换出)。如果 `si` 和 `so` 的值长期较高,并且 `free` 列显示的可用内存很少,则可能存在内存不足的问题[^1]。 ### 磁盘 I/O 分析 频繁的磁盘 I/O 活动也可能导致系统响应变慢,尤其是在使用较慢的硬盘驱动器(HDD)而非固态硬盘(SSD)的情况下。 - **块输入/输出 (`bi` 和 `bo` 列)**: `bi` 显示的是每秒从块设备读取的块数,而 `bo` 显示的是写入块设备的块数。如果这两列的数值很高,说明磁盘 I/O 活动频繁,可能成为性能瓶颈[^1]。 ### 示例命令 要实时监控这些指标,可以使用如下 `vmstat` 命令: ```bash vmstat 1 10 ``` 此命令会每秒更新一次统计信息,并总共显示 10 次。这样可以通过一段时间内的数据变化来判断系统的整体健康状况。 ### 进一步诊断 如果通过 `vmstat` 发现了潜在的问题区域,可以结合其他工具进行更深入的分析: - **对于 CPU 问题**,可以使用 `top` 或 `mpstat` 来查看具体哪些进程或 CPU 核心消耗了最多的 CPU 资源。 - **对于内存交换问题**,可以使用 `free` 命令查看总的内存和交换空间使用情况。 - **对于磁盘 I/O 问题**,可以使用 `iostat` 来获取更详细的磁盘 I/O 统计信息。 通过综合分析这些工具提供的数据,可以有效地定位并解决导致进程卡顿的根本原因。 ```bash # 示例:使用 iostat 查看详细的磁盘 I/O 统计 iostat -x 1 10 ``` 该命令将提供扩展的磁盘 I/O 统计信息,包括每个磁盘设备的利用率(%util)、服务时间(svctm)、等待时间(await)等关键指标,有助于进一步诊断磁盘 I/O 相关问题[^1]。
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