iostat命令详解

iostat（Input/Output Statistics）是 Linux 系统中用于监控系统磁盘和 CPU 使用情况的工具。它可以报告设备的 I/O 负载和 CPU 使用率，主要用于分析系统性能瓶颈，尤其是磁盘 I/O 相关的性能问题。

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1. 基本语法

iostat [选项] [时间间隔] [报告次数]

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2. 常用选项

• -c: 仅显示 CPU 使用率。
• -d: 仅显示磁盘 I/O 统计（默认显示 CPU 和磁盘）。
• -x: 显示扩展统计信息（更详细的 I/O 指标）。
• -m: 以 MB/s 为单位显示读写速度（默认单位为 KB/s）。
• -p [设备名]: 显示指定磁盘的详细信息。
• -t: 显示时间戳（便于记录监控数据的时间点）。
• -N: 显示 LVM 逻辑卷名称而非设备名。
• -h: 友好格式输出（例如，自动转换单位）。

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3. 输出字段详解

启用 iostat -x 的扩展输出时会显示以下关键指标：

CPU 统计（默认显示）

• %user: 用户态程序占用 CPU 比例。
• %nice: 高优先级（nice 调整过）的用户进程占用的 CPU 比例。
• %system: 内核态程序占用 CPU 比例。
• %iowait: CPU 等待 I/O 操作完成的时间比例（高可能表示 I/O 瓶颈）。
• %steal: 在虚拟化环境中，被其他虚拟机占用的 CPU 时间。
• %idle: CPU 空闲时间比例。

磁盘 I/O 统计

• Device: 磁盘名称（如 sda、nvme0n1）。
• rrqm/s: 每秒合并的读取请求数量（合并 I/O 请求优化性能）。
• wrqm/s: 每秒合并的写入请求数量。
• r/s 和 w/s: 每秒实际完成的读/写请求次数。
• rkB/s 和 wkB/s: 每秒读/写的数据量（单位 KB，使用 -m 后为 MB）。
• avgrq-sz: 平均每个请求的数据大小（单位为扇区，1 扇区 = 512B）。
• avgqu-sz: 平均等待队列长度（队列越长，I/O 越繁忙）。
• await: 平均每个 I/O 请求的等待时间（包括排队和服务时间，单位毫秒）。
• r_await 和 w_await: 读取和写入的单独等待时间。
• svctm: 磁盘处理 I/O 请求的平均服务时间（单位毫秒，实际可能有误差）。
• %util: 磁盘 I/O 使用率（接近 100% 表示磁盘满负荷，可能存在瓶颈）。

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4. 实际应用示例

例 1：实时监控所有磁盘的 I/O

iostat -dx 2 5

• 每隔 2 秒输出一次扩展 I/O 统计，共输出 5 次。

例 2：查看指定磁盘的详细信息

iostat -x -p sda 1

• 监控磁盘 sda 的扩展统计，每秒刷新一次。

例 3：以 MB 为单位显示磁盘吞吐量

iostat -d -m 1

• 仅显示磁盘统计，数据单位为 MB/s。

例 4：组合查看 CPU 和磁盘

iostat -c -d -x -t 2

• 显示 CPU、磁盘的扩展信息，并带时间戳，每隔 2 秒输出一次。

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5. 关键指标分析

• %iowait 高：CPU 在等待 I/O 操作，可能是磁盘速度不足或 I/O 请求过多。
• avgqu-sz > 0：表明 I/O 队列中有堆积的请求。
• await 远高于 svctm：表示请求在队列中等待时间较长，可能是磁盘忙碌或负载不均。
• %util 持续接近 100%：磁盘已达到性能极限，需优化或升级硬件（如更换 SSD）。

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6. 注意事项

• 需要 root 或 sudo 权限才能获取完整的设备信息。
• iostat 的统计值是基于时间间隔的均值，建议结合具体场景分析。
• 不同 Linux 发行版的 iostat 输出可能略有差异。
• 对于更复杂的分析，可结合 vmstat、iotop、sar 等工具。

如果需要进一步分析磁盘性能，可以查看磁盘的 fstab 挂载参数、文件系统类型（如 ext4/XFS）以及 RAID/SSD 配置。