linux下/proc/diskstats文件详解

/proc/diskstats文件展示了块设备的I/O统计信息,包括读写操作次数、合并次数、读取和写入的扇区数量以及各项操作所花费的时间等14个字段的具体含义。

每一列的含义分别为:

  • 第一列为 设备号

(number of issued reads. This is the total number of reads completed successfully.)

  • 第二列为 次设备号

(number of reads merged)

  • 第三列为 设备名称

(number of sectors read. This is the total number of sectors read successfully.)

  • 第四列为 成功完成读的总次数

(number of milliseconds spent reading. This is the total number of milliseconds spent by all reads (as measured from __make_request() to end_that_request_last()).)

  • 第五列为 合并读次数,为了效率可能会合并相邻的读和写,从而两次4K的读在它最终被处理到磁盘上之前可能会变成一次8K的读,才被计数(和排队),因此只有一次I/O操作。

(number of writes merged Reads and writes which are adjacent to each other may be merged for efficiency. Thus two 4K reads may become one 8K read before it is ultimately handed to the disk, and so it will be counted (and queued) as only one I/O. This field lets you know how often this was done.)

  • 第六列为 读扇区的次数

  • 第七列为 读花的时间(ms),这是所有读操作所花费的毫秒数(用__make_request()到end_that_request_last()测量)

  • 第八列到第十一列分别是写

  • 第十二列为 I/O的当前进度,只有这个域应该是0,如果这个值为0,同时write_complete read_complete io_processing 一直不变可能就就是IO hang了。

number of I/Os currently in progress. The only field that should go to zero. Incremented as requests are given to appropriate request_queue_t and decremented as they finish.)

  • 第十三列为 输入输入花的时间(ms),花在I/O操作上的毫秒数,这个域会增长只要field 9不为0。

(number of milliseconds spent doing I/Os. This field is increased so long as field 9 is nonzero.)

  • 第十四列为 输入/输出操作花费的加权毫秒数,

(number of milliseconds spent doing I/Os. This field is incremented at each I/O start, I/O completion, I/O merge, or read of these stats by the number of I/Os in progress (field 9) times the number of milliseconds spent doing I/O since the last update of this field. This can provide an easy measure of both I/O completion time and the backlog that may be accumulating.)

可以参考:

  The /proc/diskstats file displays the I/O statistics
    of block devices. Each line contains the following 14
    fields:
     1 - major number
     2 - minor mumber
     3 - device name
     4 - reads completed successfully
     5 - reads merged
     6 - sectors read
     7 - time spent reading (ms)
     8 - writes completed
     9 - writes merged
    10 - sectors written
    11 - time spent writing (ms)
    12 - I/Os currently in progress
    13 - time spent doing I/Os (ms)
    14 - weighted time spent doing I/Os (ms)

/sys/block/device_name/stat的输出和上面各个字段是一样的。

转载于:https://www.cnblogs.com/ultranms/p/9625739.html

<think> 首先,用户的问题是关于在Linux系统中使用/proc/diskstats监控磁盘读写负载的方法。参考了提供的引用,特别是引用[2]和[3],它们提到了/proc/diskstats的具体内容和用法。 关键点: - 引用[2]指出:iostat uses the files below to create reports. /proc/diskstats contains disks statistics. - 引用[3]详细解释了/proc/diskstats的内容,包括字段含义,如读完成次数、读扇区数、写完成次数、写扇区数、总 I/O 时间等。 用户上一次的问题和我的回答:查看对话历史,用户的问题是“我想查找在Linux系统中使用/proc/diskstats监控磁盘读写负载的方法”,所以我需要直接回答这个问题。 系统级指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。 回答结构:需要结构清晰,逐步解决问题。既然这是一个具体的方法查询,我应该解释如何使用/proc/diskstats,包括如何解读字段、计算负载等。 主要内容: 1. **介绍/proc/diskstats**:这是一个虚拟文件系统,提供磁盘I/O统计信息。 2. **文件位置和访问**:在Linux系统中,位于/proc/diskstats,可以直接用cat等命令读取。 3. **字段含义**:引用[3]给出了部分示例。典型字段包括: - 读取操作次数(读完成次数) - 读取的扇区数 - 写入操作次数(写完成次数) - 写入的扇区数 - I/O操作花费的时间(单位ms) 更多的完整字段可以参考Linux文档。 4. **监控读写负载的方法**: - 直接读取/proc/diskstats文件。 - 使用工具如iostat(基于/proc/diskstats)。 - 计算负载:例如,读取负载 = 读扇区数 / 时间,但通常负载可以从I/O操作速率和延迟中推断。 5. **具体步骤**: - 使用命令:`cat /proc/diskstats` - 解释输出:每个磁盘或分区一行,字段顺序如第3列是读完成次数,第7列是写完成次数等。 - 示例计算:如引用[3]所示,分析读写次数和扇区数。 6. **数学表达式**:如果需要计算吞吐量或IOPS,使用数学表达式。例如,IOPS(每秒输入/输出操作)可以计算为: - 读IOPS = $\frac{\text{读完成次数}}{\Delta t}$ - 写IOPS = $\frac{\text{写完成次数}}{\Delta t}$ - 带宽 = $\frac{\text{总扇区数} \times \text{扇区大小}}{\Delta t}$,其中扇区大小通常为512字节。 使用$...$格式表示行内数学表达式。 7. **引用标识**:在回答中,提及引用内容时添加[^1], [^2], [^3]。例如,提到/proc/diskstats字段含义时引用[3]。 生成相关问题:在回答结束后,添加§§相关问题§§部分,列出几个相关问题。 完整回答结构: - 引言:简要介绍/proc/diskstats。 - 方法描述:分步骤解释如何监控。 - 示例:给出一个命令输出示例或计算示例。 - 工具建议:提到可以使用iostat等工具。 - 结尾:总结。 - §§相关问题§§:列出2-3个相关问题。 确保使用中文。 相关问题想法: 1. 如何计算磁盘的IOPS使用/proc/diskstats? 2. /proc/diskstats与其他监控工具(如iostat)的区别? 3.Linux中如何自动化磁盘监控脚本? 现在,构建回答。 </think> ### Linux系统中使用/proc/diskstats监控磁盘读写负载的方法 在Linux系统中,`/proc/diskstats` 是一个虚拟文件,位于 `/proc` 文件系统下(如 `/proc/diskstats`),它实时提供磁盘和分区的I/O统计信息,包括读写操作次数、扇区数和I/O时间等。通过解析这个文件,您可以监控磁盘读写负载(如IOPS、吞吐量和延迟),这对于性能分析和故障排除至关重要[^2][^3]。下面我将逐步解释如何使用该方法,确保内容可靠且易于操作。 #### 步骤1: 访问/proc/diskstats文件 - **命令方式**:使用终端命令直接读取文件。打开终端并输入: ```bash cat /proc/diskstats ``` 这会输出所有磁盘设备(如 `/dev/sda`)和分区(如 `/dev/sda1`)的实时统计信息。 - **文件位置和作用**:`/proc/diskstats` 是内核生成的动态文件,无需root权限即可访问。它提供了每个设备的14个字段的数据,涵盖读写操作、扇区计数和时间等核心指标[^2][^3]。 #### 步骤2: 理解输出字段的含义 每行输出代表一个磁盘或分区,字段顺序固定(以空格分隔)。以下是关键字段的说明(基于标准Linux内核文档和引用[3])。假设输出行示例为: ``` 8 0 sda 275 2980 21104 5450 2 0 2 31 0 3640 4490 0 0 0 0 ``` 各字段索引和含义如下: - **字段1 (major number)**: 设备的主设备号(示例中为8)。 - **字段2 (minor number)**: 设备的次设备号(示例中为0)。 - **字段3 (device name)**: 设备名称(示例中为sda)。 - **字段4 (reads completed, $r$)**: 读操作完成次数(示例中为275)。这表示累计读取请求次数。 - **字段5 (reads merged)**: 合并的读操作次数(示例中为2980),通常忽略。 - **字段6 (sectors read, $s_r$)**: 读取的总扇区数(示例中为21104)。每个扇区通常为512字节,可转换为数据量:$ \text{读取字节数} = s_r \times 512 $。 - **字段7 (time spent reading, $t_r$)**: 读操作耗时(单位毫秒,示例中为5450)。 - **字段8 (writes completed, $w$)**: 写操作完成次数(示例中为2)。 - **字段9 (writes merged)**: 合并的写操作次数(示例中为0),通常忽略。 - **字段10 (sectors written, $s_w$)**: 写入的总扇区数(示例中为2)。转换为数据量:$ \text{写入字节数} = s_w \times 512 $。 - **字段11 (time spent writing, $t_w$)**: 写操作耗时(单位毫秒,示例中为31)。 - **字段12 (I/O in progress)**: 当前进行中的I/O操作数(示例中为0)。 - **字段13 (time spent doing I/O, $t_{\text{io}}$)**: I/O总耗时(单位毫秒,示例中为3640)。 - **字段14 (weighted time doing I/O)**: 加权I/O时间(示例中为4490),用于计算平均延迟。 > **关键点**:读写负载的核心指标包括: > - **读写次数(IOPS)**:字段4和字段8,表示读写操作频率。 > - **吞吐量**:字段6和字段10,与扇区大小(512字节)结合可计算带宽。 > - **延迟**:字段7、11和14,反映I/O响应时间[^3]。 #### 步骤3: 计算读写负载指标 要监控负载,需比较两个时间点的快照差值($\Delta t$ 秒)。假设在时间 $t_1$ 和 $t_2$ 读取文件,$\Delta t = t_2 - t_1$。以下是计算示例: 1. **读写IOPS(每秒操作次数)**: - 读IOPS: $ \text{读IOPS} = \frac{(r_2 - r_1)}{\Delta t} $ - 写IOPS: $ \text{写IOPS} = \frac{(w_2 - w_1)}{\Delta t} $ - 其中 $r_1, w_1$ 是起始值,$r_2, w_2$ 是结束值。 2. **吞吐量(带宽)**: - 读吞吐量: $ \text{读带宽 (MB/s)} = \frac{(s_{r_2} - s_{r_1}) \times 512}{1024^2 \times \Delta t} $ - 写吞吐量: $ \text{写带宽 (MB/s)} = \frac{(s_{w_2} - s_{w_1}) \times 512}{1024^2 \times \Delta t} $ 3. **平均延迟**: - 读平均延迟: $ \text{读延迟 (ms)} = \frac{(t_{r_2} - t_{r_1})}{(r_2 - r_1)} $(仅当读操作数 > 0时) - 类似地计算写延迟。 **示例计算**: 假设初始值:$r_1=275, s_{r_1}=21104, w_1=2$ 5秒后:$r_2=400, s_{r_2}=30000, w_2=5$ 则 $\Delta t=5$ 秒: - 读IOPS = $\frac{(400 - 275)}{5} = 25$ IOPS - 读吞吐量 = $\frac{(30000 - 21104) \times 512}{1024^2 \times 5} \approx \frac{8896 \times 512}{5,242,880} \approx 0.87$ MB/s #### 步骤4: 实用工具和脚本建议 - **自动化监控**:编写脚本定期读取 `/proc/diskstats` 并计算负载。例如,Python脚本: ```python import time def get_diskstats(device='sda'): with open('/proc/diskstats', 'r') as f: for line in f: if device in line: parts = line.split() reads = int(parts[3]) # 字段4 sectors_read = int(parts[5]) # 字段6 # 类似获取其他字段 return reads, sectors_read return None # 示例用法:每5秒采样一次 reads1, sr1 = get_diskstats() time.sleep(5) reads2, sr2 = get_diskstats() delta_t = 5 iops = (reads2 - reads1) / delta_t print(f"读IOPS: {iops:.2f}") ``` - **集成工具**:使用 `iostat`(基于 `/proc/diskstats`)简化监控: ```bash iostat -dx 5 # 每5秒报告磁盘统计,包括IOPS和吞吐量 ``` 这比直接解析更友好,但底层数据源于 `/proc/diskstats`[^2]。 #### 注意事项 - **准确性**:`/proc/diskstats` 提供原始数据,适用于自定义监控;但时间间隔 $\Delta t$ 应大于1秒以避免噪声。 - **局限性**:它不区分设备类型(如SSD vs HDD),对于分区级监控需指定分区名称(如 `sda1`)[^3]。 - **替代工具**:如果需要图形化界面,可结合引用[1]提到的工具(如Application Manager),但 `/proc/diskstats` 是轻量级基础方法。 通过以上方法,您可以有效地监控磁盘读写负载,帮助优化系统性能[^2][^3]。
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