如何通过iostat命令分析系统磁盘I/O性能

通过 iostat 命令分析系统磁盘 I/O 性能，需要关注其输出的各项指标，结合这些指标来判断磁盘的使用状态、负载情况以及是否存在性能瓶颈。以下是具体的分析方法：

准备工作

在分析之前，先使用合适的命令获取磁盘 I/O 数据。常用命令如：

iostat -dx 2 5

该命令表示以详细模式每 2 秒刷新一次磁盘统计信息，共刷新 5 次。下面根据 iostat -dx 的输出内容，详细介绍各项指标的分析方法。

关键指标分析

1. 整体 I/O 负载指标

• tps（基本输出）：表示每秒的 I/O 传输次数。如果该值持续很高，说明磁盘的 I/O 操作非常频繁，磁盘可能处于高负载状态。例如，在一个繁忙的数据库服务器上，tps 可能会达到几百甚至更高。
• r/s 和 w/s（详细输出）：分别代表每秒的读操作次数和写操作次数。通过观察这两个值，可以了解磁盘的读写操作分布情况。如果 r/s 远大于 w/s，说明磁盘主要以读操作为主；反之，则以写操作为主。

2. 数据传输速率指标

• rkB/s 和 wkB/s：分别是每秒从磁盘读取的数据量和每秒写入磁盘的数据量。较高的 rkB/s 或 wkB/s 表示磁盘正在高速地进行数据读写。如果这两个值接近磁盘的最大传输速率，可能意味着磁盘带宽已经成为性能瓶颈。例如，对于一个普通的 SATA 硬盘，其理论最大传输速率约为 600MB/s，如果 rkB/s + wkB/s 接近这个值，就需要关注磁盘的性能问题。

3. 请求合并指标

• rrqm/s 和 wrqm/s：分别表示每秒进行读合并和写合并的次数。合并操作可以减少磁盘的寻道时间，提高 I/O 性能。如果 rrqm/s 或 wrqm/s 较高，说明系统正在有效地进行请求合并；反之，如果这两个值很低，可能需要优化应用程序的 I/O 模式，以提高合并效率。
• % rrqm 和 % wrqm：分别是读合并操作和写合并操作的百分比。较高的百分比表示合并操作比较成功，能减少磁盘的 I/O 开销。

4. 等待时间指标

• r_await 和 w_await：分别是读操作和写操作的平均等待时间。较长的等待时间可能意味着磁盘的 I/O 性能不佳，可能是由于磁盘负载过高、磁盘故障或者应用程序的 I/O 模式不合理等原因导致的。一般来说，r_await 和 w_await 应该尽量保持在较低的水平。
• svctm：平均服务时间，即处理一次 I/O 请求所需的平均时间（不包括请求在队列中等待的时间）。如果 svctm 较长，可能是磁盘本身的性能问题，如磁盘转速慢、寻道时间长等。

5. 队列长度和利用率指标

• aqu-sz：平均请求队列长度，反映了磁盘请求队列中的平均请求数量。该值越大，说明磁盘的负载越高，请求在队列中等待的时间可能会越长。如果 aqu-sz 持续大于 1，可能表示磁盘已经无法及时处理所有的 I/O 请求，需要进一步优化。
• %util：磁盘的利用率，是磁盘忙于处理 I/O 请求的时间占统计周期总时间的百分比。当 %util 接近 100% 时，说明磁盘已经达到满负荷状态，可能会成为系统的性能瓶颈，需要考虑增加磁盘或者优化应用程序的 I/O 操作。

综合分析与优化建议

• 高负载与性能瓶颈：如果 tps、r/s、w/s、rkB/s、wkB/s 等指标持续处于高位，且 %util 接近 100%，aqu-sz 较大，r_await 和 w_await 较长，说明磁盘处于高负载状态，可能存在性能瓶颈。此时可以考虑升级磁盘硬件（如使用 SSD 替代 HDD）、优化应用程序的 I/O 模式（如批量读写、异步 I/O 等）或者增加磁盘数量来分担负载。
• 请求合并问题：如果 rrqm/s、wrqm/s、%rrqm 和 %wrqm 较低，说明请求合并效果不佳。可以检查应用程序的 I/O 操作，尽量让其以连续的方式进行读写，提高请求合并的机会。
• 等待时间过长：当 r_await 和 w_await 较长时，需要排查是磁盘本身的问题（如磁盘故障、磁盘老化）还是系统层面的问题（如磁盘调度算法不合理）。可以尝试更换磁盘或者调整磁盘调度算法（如在 Linux 中可以使用 noop、cfq 等不同的调度算法）。