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通过IOStat命令监控IO性能

小技巧：你知道iostat是从哪里得到IO相关信息的吗？使用strace命令能跟踪到答案：

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shell> strace -eopen iostat
open("/proc/diskstats", O_RDONLY)

注：Strace教程：5 simple ways to troubleshoot using Strace

注：关于diskstats的说明，参见官方文档（主要是其中的field1 ~ field11部分）。

如果你的操作系统里没有iostat命令的话，除了从源代码安装，还可以使用下面方式：

  • Centos/Fedora的安装方式是：yum install sysstat
  • Debian/Ubuntu的安装方式是：aptitude install sysstat

我最常用的iostat命令格式是：『iostat -dx 1』，意思是每隔一秒显示一次IO扩展信息。

shell> iostat -dx 1
Device:         rrqm/s   wrqm/s   r/s   w/s   rsec/s   wsec/s
sda               0.18    37.71  0.65  2.63    50.18   322.08
                avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
                  113.46     0.35  107.49   1.67   0.55

Device:         rrqm/s   wrqm/s   r/s   w/s   rsec/s   wsec/s
sda               0.00  4208.00  0.00 165.00     0.00 163872.00
                avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
                  993.16   119.54 1144.36   6.07 100.10

注：开头显示的是自系统启动开始的平均值，后面显示的是每段时间间隔里的平均值。

介绍一下相关参数的含义：

  • rrqm/s：队列中每秒钟合并的读请求数量
  • wrqm/s：队列中每秒钟合并的写请求数量
  • r/s：每秒钟完成的读请求数量
  • w/s：每秒钟完成的写请求数量
  • rsec/s：每秒钟读取的扇区数量
  • wsec/s：每秒钟写入的扇区数量
  • avgrq-sz：平均请求扇区的大小
  • avgqu-sz：平均请求队列的长度
  • await：平均每次请求的等待时间
  • svctm：平均每次请求的服务时间
  • util：设备的利用率

注：建议对照源代码来记忆这些参数都是如何计算出来的。

关于这些参数，相对重要的是后面几个，具体来说是：util，svctm，await，avgqu-sz：

util是设备的利用率。如果它接近100%，通常说明设备能力趋于饱和（并不绝对）。有时候会出现大于100%的情况，这是因为读取数据的时候是非原子操作。

svctm是平均每次请求的服务时间。从源代码里可以看出：(r/s+w/s)*(svctm/1000)=util。举例子：如果util达到 100%，那么此时svctm=1000/(r/s+w/s)，假设IOPS是1000，那么svctm大概在1毫秒左右，如果长时间大于这个数值，说明 系统出了问题。

await是平均每次请求的等待时间。这个时间包括了队列时间和服务时间，也就是说，一般情况下，await大于svctm，它们的差值越小，则说明队列时间越短，反之差值越大，队列时间越长，说明系统出了问题。

avgqu-sz是平均请求队列的长度。毫无疑问，队列长度越短越好。

说明：svctm参数在未来某个版本的iostat会被删除，官方文档是这样描述原因的：

The average service time (svctm field) value is meaningless, as I/O statistics are calculated at block level, and we don’t know when the disk driver starts to process a request. For this reason, this field will be removed in a future sysstat version.

另外，有时候iostat会显示一些很离谱的结果，官方FAQ给出了如下的解释：

Because of a Linux kernel bug, iostat -x may display huge I/O response times (svctm) and a bandwidth utilization (%util) of 100% for some devices. Indeed these devices have a value for the field #9 (beginning after the device name) in /proc/{partitions,diskstats} which is always different from 0, and even negative sometimes. Yet this field should go to zero, since it gives the number of I/Os currently in progress (it is incremented as requests are submitted, and decremented as they finish). To (temporarily) solve the problem, you should reboot your system to reset the counters in /proc/{partitions,diskstats}.

如果大家想要更系统的了解关于IO的相关知识，可以参考如下资料：

  • Getting the hang of IOPS
  • Basic I/O Monitoring on Linux

文章题目：通过IOStat命令监控IO性能
网站地址：http://myzitong.com/article/ihccch.html

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