iostat命令详解与性能监控技巧

命令

iostat是Linux系统中用于监控系统输入/输出设备负载情况的工具，属于sysstat软件包的一部分。它能够提供CPU使用情况和磁盘I/O的统计信息，是性能分析和故障排查的重要工具。

基本语法

iostat [选项] [时间间隔] [次数]

常用选项

| 选项 | 说明 |
|------|------|
| -c | 只显示CPU使用情况 |
| -d | 只显示磁盘使用情况 |
| -k | 以KB为单位显示数据 |
| -m | 以MB为单位显示数据 |
| -x | 显示扩展统计信息 |
| -p | 显示指定设备或分区的统计信息 |
| -t | 显示时间戳 |
| -h | 人性化显示数据 |

输出字段解析

CPU部分

• %user：用户级别(应用程序)的CPU使用百分比
• %nice：nice优先级调整后的用户级别CPU使用百分比
• %system：系统级别(内核)的CPU使用百分比
• %iowait：CPU等待I/O操作完成的时间百分比
• %steal：虚拟环境中的CPU被偷取时间百分比
• %idle：CPU空闲时间百分比

磁盘部分

• Device：设备名称
• tps：每秒传输次数(transfers per second)
• kB_read/s：每秒读取的数据量(KB)
• kB_wrtn/s：每秒写入的数据量(KB)
• kB_read：读取的总数据量(KB)
• kB_wrtn：写入的总数据量(KB)

扩展统计信息(-x选项)

• rrqm/s：每秒合并的读请求数
• wrqm/s：每秒合并的写请求数
• r/s：每秒完成的读I/O次数
• w/s：每秒完成的写I/O次数
• rkB/s：每秒读取的KB数
• wkB/s：每秒写入的KB数
• avgrq-sz：平均每次I/O操作的数据大小(扇区数)
• avgqu-sz：平均I/O队列长度
• await：平均每次I/O操作的等待时间(毫秒)
• r_await：读操作的平均等待时间(毫秒)
• w_await：写操作的平均等待时间(毫秒)
• svctm：平均每次I/O操作的服务时间(毫秒)
• %util：设备利用率百分比

实用示例

1. 基本使用(间隔2秒，共5次)

iostat 2 5

2. 只显示磁盘统计信息

iostat -d 1 3

3. 显示扩展磁盘统计信息

iostat -x 1

4. 以MB为单位显示磁盘统计信息

iostat -d -m 1

5. 监控特定磁盘设备

iostat -p sda 1

6. 显示CPU和磁盘统计信息，带时间戳

iostat -t 1

性能监控技巧

1. 识别I/O瓶颈：

   • 关注%util：接近100%表示设备饱和
   • 观察await和svctm：如果await远大于svctm，说明I/O队列过长
   • 检查avgqu-sz：队列长度持续大于1可能表示I/O瓶颈

2. 读写比例分析：

   • 通过rkB/s和wkB/s了解读写比例
   • 高写入负载可能需要优化写入策略或增加缓存

3. CPU与I/O关系：

   • 高%iowait表示CPU等待I/O，可能是存储瓶颈
   • 结合vmstat和top命令综合分析

4. 长期监控：

   iostat -xdt 60 > iostat.log &
   

   每小时记录一次：

   while true; do iostat -xdt 1 60 >> iostat.log; done
   

5. 性能基准测试：

   • 在应用负载前后使用iostat对比数据
   • 测试不同配置下的I/O性能变化

注意事项

1. 次运行iostat时显示的是系统启动以来的平均值，后续结果才是间隔时间内的统计值

2. 对于SSD设备，传统的机械硬盘性能指标解释可能需要调整

3. 在虚拟化环境中，%steal值高可能表示物理主机资源紧张

4. 结合其他工具如sar、vmstat、dstat等可以获得更全面的性能视图

通过熟练使用iostat命令，系统管理员可以有效地识别和解决存储I/O相关的性能问题，优化系统配置，提高整体性能。

(牛站网络)