第六章 性能工具：磁盘I/O

6.1 磁盘I/O介绍

一般来说，Linux磁盘的每个分区要么包含一个文件系统，要么包含一个交换分区。这些分区被挂载到Linux根文件系统，该系统由/etc/fstab指定。这些被挂载的文件系统包含了应用程序要读写的文件。

当一个应用程序进行读写时，Linux内核可以在其高速缓存或者缓冲区中保存文件的副本，并且可以在不访问磁盘的情况下返回被请求的信息。但是，如果Linux内核没有在内存中保存数据副本，那它就向磁盘I/O队列添加一个请求。若Linux内核注意到多个请求都指向磁盘内相邻的区域，它会把它们合并为一个大的请求。这种合并能消除第二次请求的寻道时间，以此提高磁盘的整体性能。当请求被放入磁盘队列，而磁盘当前不忙时，它就开始为I/O请求服务。如果磁盘正忙，则请求就在队列中等待，直到该设备可用，请求将被服务。

6.2 磁盘I/O性能工具

6.2.1 vmstat

语法：

vmstat [-D] [-d] [-p partition] [interval count]

vmstat选项说明

选项	说明
-D	显示Linux I/O子系统的统计信息，显示的是系统启动以来的总信息
-d	按每interval一个样本的速率显示单个磁盘的统计数据，显示的是系统启动以来的总信息。
-p partition	按照每interval一个采样的速率显示给定分区性能统计数据，显示的是系统启动以来的总信息。
interval	采样之间的频率
count	所取的样本总数

vmstat默认显示的信息：

vmstat –D 显示的信息

部分统计信息说明

输出	说明
disks	系统中磁盘的总数
partitions	系统中分区的总数
total reads	读请求的总数
merged reads	为了提升性能而被合并的不同读请求的数量，这些读请求访问的是磁盘上的相邻位置。
writes	写请求的总数
inprogress IO	当前正在处理的I/O总数

vmstat –d部分统计信息说明

输出	说明
reads：total	读请求的总数
reads：merged	为了提升性能而被合并的不同读请求的数量
reads：sectors	从磁盘读取的扇区的总数
ms	磁盘读所花费的时间

vmstat –d 显示的信息：

image

6.2.2 iostat

与vmstat相似，但它是一个专门用于显示磁盘I/O子系统统计信息的工具。iostat提供的信息细化到每个设备和每个分区从特定磁盘读写了多少个块。此外，iostat还可以提供大量的信息来显示磁盘是如何被利用的，以及Linux花费了多长时间来等待将请求提交到磁盘。

iostat命令行选项

选项	说明
-d	只显示磁盘I/O的统计信息，而不是默认信息。
-k	按KB显示统计数据，而不是按块显示
-x	显示拓展性能I/O统计信息
device	若指定设备，则iostat只显示该设备的信息

iostat设备统计信息

输出	说明
tps	每秒传输次数，该项为每秒对设备/分区读写请求的次数
Blk_read/s	每秒读取磁盘块的速率
Blk_wrtn/s	每秒写入磁盘块的速率
Blk_read	在时间间隔内读取块的总数量
Blk_wrtn	在时间间隔内写入块的总数量

iostat –d 显示：

6.2.3 sar

6.2.4 lsof

lsof提供了一种方法来确定哪些进程打开了一个特定的文件，除了跟踪单个文件的用户外，lsof还可以显示使用了特定目录下的进程。

语法

**lsof [-r   delay] [+D directory] [+d directory] [file]**

lsof命令选项说明

选项	说明
r delay	使得lsof每间隔delay秒输出一次统计数据
D directory	使得lsof递归搜索给定目录下的所有文件，并报告哪些进程正在使用
d directory	使得lsof报告哪些进程正在使用给定目录下的文件

lsof显示访问了/usr/bin下所有文件的进程