Linux iostat 命令

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一、iostat 命令概述

iostat（Input/Output Statistics）是Linux系统下一个强大的性能监控工具，属于sysstat工具包的一部分。它主要用于监控系统的磁盘I/O活动情况和CPU使用情况。

1.1 基本功能

  • 监控系统磁盘I/O的读写速度
  • 查看CPU利用率
  • 统计设备负载情况
  • 识别I/O性能瓶颈

1.2 典型应用场景

  • 服务器性能调优
  • 存储设备性能分析
  • 系统瓶颈排查
  • 容量规划

二、安装与基本使用

2.1 安装方法

大多数Linux发行版默认不安装iostat，需要先安装sysstat包：

实例

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install sysstat

# CentOS/RHEL
sudo yum install sysstat

# Fedora
sudo dnf install sysstat

2.2 基本命令格式

实例

iostat [选项] [时间间隔] [次数]

简单示例

实例

# 显示一次所有设备的统计信息
iostat

# 每2秒刷新一次，共显示5次
iostat 2 5

三、命令选项详解

3.1 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
-h 以人类可读格式显示（如KB, MB, GB）
-k 以KB为单位显示数据
-m 以MB为单位显示数据
-N 显示设备映射名称
-p 显示指定设备或分区的统计信息
-t 显示时间戳
-x 显示扩展统计信息
-y 跳过首次统计（通常与时间间隔一起使用）

3.2 高级选项

选项 说明
-z 省略零活动设备的输出
-j ID 显示指定设备的持久名称
--dec={0|1|2} 指定小数位数

四、输出结果解读

4.1 CPU统计部分

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           5.32    0.00    1.06    0.25    0.00   93.37
  • %user：用户级别(应用程序)的CPU使用率
  • %nice：优先级调整过的进程的CPU使用率
  • %system：系统级别(内核)的CPU使用率
  • %iowait：CPU等待I/O操作完成的时间百分比
  • %steal：虚拟环境中的"被偷走"时间
  • %idle：CPU空闲时间百分比

4.2 磁盘统计部分（基础）

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               1.02        12.34         5.67    1234567     567890
  • 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)

4.3 扩展统计信息（-x选项）

Device:  rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda       0.00     0.50    1.00    0.50    12.00     4.00    21.33     0.02   10.00    8.00   14.00   6.00   0.90
  • 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)
  • 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：设备带宽利用率百分比

五、实用示例分析

5.1 监控特定磁盘

实例

# 监控sda磁盘，每2秒刷新，共显示3次
iostat -d -x sda 2 3

5.2 综合监控CPU和磁盘

实例

# 监控CPU和磁盘，每5秒刷新，持续显示
iostat -c -d -x -t 5

5.3 以MB为单位显示

实例

# 以MB为单位显示磁盘统计信息
iostat -d -m

5.4 监控所有分区

实例

# 监控所有分区，包括LVM
iostat -p ALL

六、性能指标解读与优化建议

6.1 关键性能指标

  1. %util：设备利用率

    • 80% 表示设备接近饱和

    • 持续100% 表示设备已成为瓶颈

  2. await：I/O等待时间

    • 正常情况下应 < 10ms

    • 50ms 表示可能存在性能问题

  3. avgqu-sz：队列长度

    • 1 表示设备可能过载

6.2 常见问题诊断

问题1：高%util但低吞吐量

  • 可能原因：随机I/O过多
  • 解决方案：优化应用I/O模式，考虑使用SSD

问题2：高await但低%util

  • 可能原因：控制器或总线瓶颈
  • 解决方案：检查HBA卡或存储控制器

问题3：rkB/s或wkB/s异常高

  • 可能原因：应用大量读写
  • 解决方案：优化应用或增加缓存

七、与其他工具配合使用

7.1 结合vmstat

实例

# 同时监控内存和I/O
vmstat 1 5 & iostat -x 1 5

7.2 结合sar

实例

# 查看历史I/O数据
sar -d

7.3 结合iotop

实例

# 找出具体的高I/O进程
iotop

八、总结与最佳实践

8.1 使用建议

  1. 生产环境监控时，建议使用-x选项获取详细数据
  2. 长期监控应结合sar收集历史数据
  3. 分析性能问题时，应同时关注CPU和I/O数据
  4. 比较不同时间段的统计数据更有意义

8.2 常用命令组合

实例

# 综合监控命令
iostat -c -d -x -t -m 5

# 只监控磁盘扩展信息
iostat -d -x 2

# 监控特定分区
iostat -p sda1 -x 1 10

通过掌握iostat命令，系统管理员可以有效地监控和分析Linux系统的I/O性能，及时发现和解决存储相关的性能瓶颈问题。

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