linux iostat 性能初析

      Linux系統(tǒng)中的 iostat是I/O statistics（輸入/輸出統(tǒng)計）的縮寫，iostat工具將對系統(tǒng)的磁盤操作活動進行監(jiān)視。 
      其特點是匯報磁盤活動統(tǒng)計情況，同時也會匯報出CPU使用情況。同vmstat一樣，iostat也有一個弱點，就是它不能對某個進程進行深入分析，僅對系統(tǒng)的整體情況進行分析。iostat屬于sysstat軟件包。可以用yum install sysstat 直接安裝。

命令格式： 
iostat[參數(shù)][時間][次數(shù)]

命令參數(shù)：

• -C 顯示CPU使用情況

• -d 顯示磁盤使用情況

• -k 以 KB 為單位顯示

• -m 以 M 為單位顯示

• -N 顯示磁盤陣列(LVM) 信息

• -n 顯示NFS 使用情況

• -p[磁盤] 顯示磁盤和分區(qū)的情況

• -t 顯示終端和CPU的信息

• -x 顯示詳細信息

• -V 顯示版本信息

iostat 命令

下圖是 每隔 10秒顯示一次， 一直顯示。

CPU 屬性值

• %user：CPU處在用戶模式下的時間百分比。

• %nice：CPU處在帶NICE值的用戶模式下的時間百分比。

• %system：CPU處在系統(tǒng)模式下的時間百分比。

• %iowait：CPU等待輸入輸出完成時間的百分比。

• %steal：管理程序維護另一個虛擬處理器時，虛擬CPU的無意識等待時間百分比。

• %idle：CPU空閑時間百分比。

備注：

• 如果%iowait的值過高，表示硬盤存在I/O瓶頸，

• %idle值高，表示CPU較空閑，

• 如果%idle值高但系統(tǒng)響應(yīng)慢時，有可能是CPU等待分配內(nèi)存，此時應(yīng)加大內(nèi)存容量。

• %idle值如果持續(xù)低于10，那么系統(tǒng)的CPU處理能力相對較低，表明系統(tǒng)中最需要解決的資源是CPU。 
  

磁盤每一列的含義如下:

• rrqm/s:     每秒進行 merge 的讀操作數(shù)目。 即 rmerge/s

• wrqm/s:    每秒進行 merge 的寫操作數(shù)目。即 wmerge/s

• r/s:          每秒完成的讀 I/O 設(shè)備次數(shù)。 即 rio/s

• w/s:         每秒完成的寫 I/O 設(shè)備次數(shù)。即 wio/s

• rsec/s:      每秒讀扇區(qū)數(shù)。即 rsect/s

• wsec/s:     每秒寫扇區(qū)數(shù)。即 wsect/s

• rkB/s:        每秒讀 K 字節(jié)數(shù)。是 rsect/s 的一半,因為扇區(qū)大小為 512 字節(jié)

• wkB/s:       每秒寫 K 字節(jié)數(shù)。是 wsect/s 的一半

• avgrq-sz:   平均每次設(shè)備 I/O 操作的數(shù)據(jù)大小(扇區(qū))

• avgqu-sz:   平均 I/O 隊列長度。

• await:        平均每次設(shè)備 I/O 操作的等待時間(毫秒)

• svctm:       平均每次設(shè)備 I/O 操作的服務(wù)時間(毫秒)

• %util:        一秒中有百分之多少的時間用于 I/O 操作,或者說一秒中有多少時間 I/O 隊列是非空的。

備注：

• 如果 %util 接近 100%，說明產(chǎn)生的I/O請求太多，I/O系統(tǒng)已經(jīng)滿負荷，該磁盤可能存在瓶頸。

• 如果 svctm 比較接近 await，說明 I/O 幾乎沒有等待時間；

• 如果 await 遠大于 svctm，說明I/O 隊列太長，io響應(yīng)太慢，則需要進行必要優(yōu)化。

• 如果avgqu-sz比較大，也表示有當(dāng)量io在等待。

怎么理解這里的字段呢?

以超市結(jié)賬的例子來說明。 我們在超市排隊結(jié)賬時,怎么決定該去哪個收銀臺呢? 首先是看每個收銀臺的排隊人數(shù),5 個人總比 20 人要快吧?

除了數(shù)人頭,我們也常?？纯辞懊嫒速徺I的東西多少,如果前面有個采購了一星期食品的大媽, 那么可以考慮換個隊排了。

還有就是收銀員的速度了,如果碰上了連錢都點不清楚的新手,那就有的等了。

另外,時機也很重要,可能 5 分鐘前還人滿為患的收款臺,現(xiàn)在已是人去樓空,這時候交款就很爽啊,當(dāng)然,前提是那過去的 5 分鐘里所做的事情比排隊要有意義(不過我還沒發(fā)現(xiàn)什么事情比排隊還無聊的)。

I/O 系統(tǒng)也和超市排隊有很多類似之處: 

• r/s+w/s        類似于交款人的總數(shù)

• avgqu-sz(平均隊列長度):      類似于單位時間里平均排隊的人數(shù)

• svctm(平均服務(wù)時間)          類似于收銀員的收款速度

• await(平均等待時間)          類似于平均每人的等待時間

• avgrq-sz(平均 IO 數(shù)據(jù))        類似于平均每人所買的東西多少

• %util(磁盤 IO 使用率)         類似于收款臺前有人排隊的時間比例。

我們可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析出 I/O 請求的模式,以及 I/O 的速度和響應(yīng)時間:

• 如果%util 接近 100%,說明產(chǎn)生的 I/O 請求太多,I/O 系統(tǒng)已經(jīng)滿負荷,該磁盤可能存在瓶頸。

• svctm 的大小一般和磁盤性能有關(guān),CPU/內(nèi)存的負荷也會對其有影響,請求過多也會間接導(dǎo)致 svctm的增加。

• await 的大小一般取決于服務(wù)時間(svctm) 以及 I/O 隊列的長度和 I/O 請求的發(fā)出模式。一般來說 svctm < await,因為同時等待的請求的等待時間被重復(fù)計算了。如果 svctm 比較接近 await,說明 I/O 幾乎沒有等待時間

• 如果 await 遠大于 svctm,說明 I/O 隊列太長,應(yīng)用得到的響應(yīng)時間變慢

• 隊列長度(avgqu-sz)也可作為衡量系統(tǒng) I/O 負荷的指標,但由于 avgqu-sz 是按照單位時間的平均值,所以不能反映瞬間的 I/O 洪水。

• 如果響應(yīng)時間超過了用戶可以容許的范圍,這時可以考慮更換更快的磁盤,調(diào)整內(nèi)核 elevator 算法,優(yōu)化應(yīng)用,或者升級 CPU。

• 如果%util 很大,而 rkB/s 和 wkB/s 很小,一般是因為磁盤存在較多的磁盤隨機讀寫,最好把磁盤隨機讀寫優(yōu)化成順序讀寫。