iostat指令介绍

1. 功能介绍

iostat (input/output statistics)，是 Linux/Unix 系统中用于监控 CPU 使用率和 磁盘 I/O 性能的核心工具，可实时展示设备负载、吞吐量、队列状态等关键指标。

可以使用 man iostat查看详细介绍。

• 核心监控维度

  • CPU 使用率：用户态（%user）、内核态（%system）、空闲（%idle）及 I/O 等待时间（%iowait）。
  • 磁盘 I/O：每秒读写请求数（tps）、数据量（kB_read/s/kB_wrtn/s）。

• 数据模式

  首次报告：第一次iostat指令指示了系统启动以来的累计数据（需注意可能包含历史干扰）。
  持续监控：通过 iostat 间隔秒数 次数（如 iostat 2 5）动态刷新数据。

2. 语法介绍

使用 help 可以看到用法如下：

-sh-4.4$ iostat --help
用法: iostat [ 选项 ] [ <时间间隔> [ <次数> ] ]

相关选项介绍如下：

选项	功能描述	示例命令
-c	仅显示 CPU 统计信息（与 -d 互斥）	iostat -c 1 5
-d	仅显示磁盘统计信息（与 -c 互斥）	iostat -d sda
-x	输出扩展 I/O 详情（如 await、svctm）	iostat -x 1
-k/-m	以 KB/MB 为单位显示数据（默认块单位）	iostat -k
-p	指定监控的磁盘分区（如 sda）	iostat -p sda 2
-t	添加时间戳（格式 HH:MM:SS）	iostat -t
-z	跳过零 I/O 活动设备，仅显示活跃设备	iostat -z

• -x 扩展IO详细介绍

  • iostat -x 的输出分为两部分：CPU 统计信息（默认显示，可通过 -d 隐藏）和磁盘设备统计信息。以下重点解析磁盘部分的扩展字段（以设备 sda 为例）:

    ​

    字段	含义
    Device	磁盘设备名称（如 sda、nvme0n1）。
    r/s	每秒完成的读请求数（实际发送到磁盘的读操作数）。
    w/s	每秒完成的写请求数。
    rkB/s	每秒读千字节数（需结合 -k 选项，或通过 rsec/s * 512 / 1024 计算）。
    wkB/s	每秒写千字节数。
    rrqm/s	每秒合并的读请求数（内核将相邻的读请求合并以提高效率）。
    wrqm/s	每秒合并的写请求数。
    %rrqm	在发送到设备之前合并在一起的读请求的百分比。
    %wrqm	在发送到设备之前，写请求合并在一起的百分比。
    r_await	发送到要服务的设备的读请求的平均时间（以毫秒为单位）。这包括队列中请求所花费的时间和为它们服务所花费的时间。
    w_await	发送到要服务的设备的写请求的平均时间（以毫秒为单位）。这包括队列中请求所花费的时间和服务所花费的时间。
    aqu-sz	平均等待处理的 IO 请求队列长度（值越高表示 IO 队列积压越严重）。老版本是 avgqu-sz
    rareq-sz	发送到设备的读请求的平均大小（单位为千字节）。
    wareq-sz	发送给设备的写请求的平均大小（单位为千字节）。
    svctm	平均每个 IO 请求的设备处理时间（不包括队列等待时间），单位：毫秒。
    %util	磁盘设备的利用率（即磁盘忙于处理 IO 请求的时间百分比，接近 100% 表示磁盘饱和）。

3. 应用场景

• 性能瓶颈分析

  • CPU 瓶颈
    • %iowait >20% 表示 I/O 等待时间长，可能磁盘成为瓶颈。
    • %user + %sys >70% 提示 CPU 处理能力不足，需优化代码或扩容。
  • 磁盘瓶颈(iostat -x)：
    • 高 %util（>80%）：设备接近满载，需优化存储或升级硬件。
    • 高 await 与低 svctm：I/O 队列堆积，检查并发读写。

• 数据库与存储调优

  • 数据库负载：
    • 监控事务日志盘（如 /dev/sdb）的 tps 和 rkB/s，确保读写均衡。

• 存储设备评估

  • SSD 与 HDD 对比：
    • SSD 的 svctm 通常 <1ms，若 HDD 的 svctm 持续 >10ms，建议升级存储介质。

4. 示例分析

• 高 %util 但低吞吐量：
  • 可能频繁小文件随机读写，导致磁盘频繁寻道。优化方法：合并 I/O 请求或改用 SSD。
• await 远高于 svctm：
  • 表明 I/O 队列积压严重。需检查 avgqu-sz，若队列过长，需降低并发或提升磁盘性能。
• rkB/s 突增：
  • 可能发生大规模数据读取（如数据库全表扫描）。需结合业务逻辑判断是否正常。