使用iostat分析IO性能
使用iostat分析IO性能
iostat用于输出CPU和磁盘I/O相关的统计信息.
1.不加选项执行iostat
[patrickxu@vm1 ~]$ iostat
Linux 2.6.32-279.19.3.el6.ucloud.x86_64 (vm1) 06/11/2017 _x86_64_ (8 CPU)
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
0.08 0.00 0.06 0.00 0.00 99.86
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
vda 0.45 0.29 8.10 6634946 183036680
vdb 0.12 3.11 30.55 70342034 689955328单独执行iostat，显示的结果为从系统开机到当前执行时刻的统计信息。
以上输出中，包含三部分：
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| 第一行 | 最上面指示系统版本、主机名和当前日期 |
| avg-cpu | 总体cpu使用情况统计信息，对于多核cpu，这里为所有cpu的平均值 |
| Device | 各磁盘设备的IO统计信息 |
Device中各列参数含义如下：
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| %user | CPU在用户态执行进程的时间百分比。 |
| %nice | CPU在用户态模式下，用于nice操作，所占用CPU总时间的百分比 |
| %system | CPU处在内核态执行进程的时间百分比 |
| %iowait | CPU用于等待I/O操作占用CPU总时间的百分比 |
| %steal | 管理程序(hypervisor)为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟CPU的百分比 |
| %idle | CPU空闲时间百分比 |
1. 若 %iowait 的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈
2. 若 %idle 的值高但系统响应慢时，有可能是CPU等待分配内存，此时应加大内存容量
3. 若 %idle 的值持续低于1，则系统的CPU处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是 CPU
avg-cpu中各列参数含义如下：
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| Device | 设备名称 |
| tps | 每秒向磁盘设备请求数据的次数，包括读、写请求，为rtps与wtps的和。出于效率考虑，每一次IO下发后并不是立即处理请求，而是将请求合并(merge)，这里tps指请求合并后的请求计数。 |
| Blk_read/s | Indicate the amount of data read from the device expressed in a number of blocks per second. Blocks are equivalent to sectors with kernels 2.4 and later and therefore have a size of 512 bytes. With older kernels, a block is of indeterminate size. |
| Blk_wrtn/s | Indicate the amount of data written to the device expressed in a number of blocks per second. |
| Blk_read | 取样时间间隔内读扇区总数量 |
| Blk_wrtn | 取样时间间隔内写扇区总数量 |
我们可以使用-c选项单独显示avg-cpu部分的结果，使用-d选项单独显示Device部分的信息。
2.指定采样时间间隔与采样次数
与sar命令一样，我们可以以”iostat interval [count] ”形式指定iostat命令的采样间隔和采样次数：
[patrickxu@vm1 ~]$ iostat -d 2 3
Linux 2.6.32-279.19.3.el6.ucloud.x86_64 (vm1) 06/12/2017 _x86_64_ (8 CPU)
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
vda 0.45 0.29 8.10 6634946 183051408
vdb 0.12 3.11 30.55 70342034 689955328
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
vda 0.00 0.00 0.00 0 0
vdb 0.00 0.00 0.00 0 0
Device: tps Blk_read/s Blk_wrtn/s Blk_read Blk_wrtn
vda 1.50 0.00 12.00 0 24
vdb 0.00 0.00 0.00 0 0以上命令输出Device的信息，采样时间为1秒，采样2次，若不指定采样次数，则iostat会一直输出采样信息，直到按”ctrl+c”退出命令。注意，第1次采样信息与单独执行iostat的效果一样，为从系统开机到当前执行时刻的统计信息。
3.以kB为单位显示读写信息(-k选项)/以mB为单位显示读写信息(-m选项)
我们可以使用-k选项，指定iostat的部分输出结果以kB为单位，而不是以扇区数为单位：
[patrickxu@vm1 ~]$ iostat -d -k
Linux 2.6.32-279.19.3.el6.ucloud.x86_64 (vm1) 06/12/2017 _x86_64_ (8 CPU)
Device: tps kB_read/s kB_wrtn/s kB_read kB_wrtn
vda 0.45 0.15 4.05 3317473 91525980
vdb 0.12 1.56 15.27 35171017 344977664以上输出中，kB_read/s、kB_wrtn/s、kB_read和kB_wrtn的值均以kB为单位，相比以扇区数为单位，这里的值为原值的一半(1kB=512bytes*2)
4.更详细的io统计信息(-x选项)
为显示更详细的io设备统计信息，我们可以使用-x选项，在分析io瓶颈时，一般都会开启-x选项：
linux # iostat -x -k -d 1
Linux 2.6.16.60-0.21-smp (linux) 06/13/12
……
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
sda 0.00 9915.00 1.00 90.00 4.00 34360.00 755.25 11.79 120.57 6.33 57.60以上各列的含义如下：
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| rrqm/s | 每秒对该设备的读请求被合并次数，文件系统会对读取同块(block)的请求进行合并 |
| wrqm/s | 每秒对该设备的写请求被合并次数 |
| r/s | 每秒完成的读次数 |
| w/s | 每秒完成的写次数 |
| rkB/s | 每秒读数据量(kB为单位) |
| wkB/s | 每秒写数据量(kB为单位) |
| avgrq-sz | 平均每次IO操作的数据量(扇区数为单位) |
| avgqu-sz | 平均等待处理的IO请求队列长度 |
| await | 平均每次IO请求等待时间(包括等待时间和处理时间，毫秒为单位) |
| svctm | 平均每次IO请求的处理时间(毫秒为单位) |
| %util | 采用周期内用于IO操作的时间比率，即IO队列非空的时间比率 |
对于以上示例输出，我们可以获取到以下信息：
- 每秒向磁盘上写30M左右数据(wkB/s值)
- 每秒有91次IO操作(r/s+w/s)，其中以写操作为主体
- 平均每次IO请求等待时间为120.57毫秒，处理时间为6.33毫秒
- 等待处理的IO请求队列中，平均有11.79个请求驻留
实际查看时，一般结合着多个选项查看: 如iostat -dxm 3
[root@yg-uhost724 ~]# iostat -dxm 5
Linux 2.6.32-279.19.16.el6.ucloud.x86_64 (yg-uhost724) 06/12/2017 _x86_64_ (24 CPU)
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rMB/s wMB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
sda 0.69 29.89 1.36 21.52 0.05 0.20 23.04 0.04 1.96 0.29 0.67
sdb 682.88 1811.86 77.94 417.73 2.97 8.71 48.27 0.01 0.03 0.10 4.89
dm-14 0.00 0.00 0.03 41.47 0.00 0.16 8.00 0.01 0.12 0.02 0.10
dm-0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 8.00 0.00 7.24 0.07 0.00
dm-2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 8.00 0.00 0.07 0.04 0.00
dm-3 0.00 0.00 0.00 0.98 0.00 0.00 8.00 0.00 3.57 0.22 0.02
dm-5 0.00 0.00 0.18 50.51 0.00 0.20 8.00 0.03 0.44 0.01 0.07
dm-1 0.00 0.00 1.50 5.51 0.01 0.02 8.00 0.03 4.04 0.04 0.03
dm-6 0.00 0.00 123.23 1042.56 0.48 4.07 8.00 0.01 0.01 0.02 1.90
dm-4 0.00 0.00 635.74 1069.59 2.48 4.18 8.00 0.00 0.04 0.01 2.39
sdc 7.23 106.32 0.52 0.94 0.03 0.42 627.54 0.02 13.32 17.58 2.58
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rMB/s wMB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
sda 0.00 15.00 0.40 17.80 0.00 0.10 10.90 0.00 0.10 0.10 0.18
sdb 82.60 11967.00 414.60 2500.20 1.94 56.51 41.07 12.07 4.14 0.07 21.02
dm-14 0.00 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 8.00 0.00 0.00 0.00 0.00
dm-0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
dm-2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
dm-3 0.00 0.00 0.00 1.80 0.00 0.01 8.00 0.00 0.11 0.11 0.02
dm-5 0.00 0.00 0.00 2.00 0.00 0.01 8.00 0.00 0.00 0.00 0.00
dm-1 0.00 0.00 0.00 2.40 0.00 0.01 8.00 0.01 4.17 1.25 0.30
dm-6 0.00 0.00 0.00 45.20 0.00 0.18 8.00 0.11 2.45 0.55 2.48
dm-4 0.00 0.00 497.20 14415.80 1.94 56.31 8.00 72.87 4.83 0.01 19.14
sdc 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0