iostat 说明
iostat 用于监控系统 CPU 使用率 和 磁盘 I/O 性能，是排查 I/O 瓶颈的关键工具。
iostat 参数说明
基本选项
| 参数 |
说明 |
-c |
仅显示 CPU 使用率统计（默认同时显示 CPU 和设备报告）。 |
-d |
仅显示 设备（磁盘）I/O 统计（默认显示 CPU + 设备）。 |
-h |
人类可读格式（自动使用 KB、MB、GB 等单位）。 |
-k |
以 KB 为单位显示数据（默认块数，1 块=512B）。 |
-m |
以 MB 为单位显示数据。 |
-N |
显示 设备映射名称（如 LVM 逻辑卷名 /dev/mapper/vg0-lv1）。 |
-s |
显示 摘要报告（合并设备统计，适合快速查看）。 |
-t |
输出中增加 时间戳（便于记录性能变化时间点）。 |
-V |
显示 版本信息。 |
-x |
显示 扩展 I/O 统计（包括 await、svctm、%util 等关键指标）。 |
-y |
跳过第一个统计结果（避免显示系统启动以来的累计数据）。 |
-z |
隐藏 零活动设备（过滤未使用的磁盘，简化输出）。 |
| -j |
可选参数：ID | LABEL | PATH | UUID |
--dec={0|1|2} |
控制小数位数（0：整数，1：1 位小数，默认 2）。 |
--human |
同 -h，人类可读格式。 |
-o JSON |
输出为 JSON 格式（便于自动化处理）。 |
-g <group_name> |
将设备分组统计（需配合 -H 显示组标题）。
示例：iostat -g mygroup sda sdb。 |
-H |
显示设备分组的标题（配合 -g 使用）。 |
| -p |
可选参数： <device> [,...] | ALL |
设备筛选
| 参数 |
说明 |
<device> |
指定监控的 设备名（如 sda、nvme0n1），可多个并列。 |
ALL |
监控 所有设备（默认行为）。 |
监控频率参数
| 参数 |
说明 |
<interval> |
统计间隔（秒），持续输出数据。 |
<count> |
统计次数（若省略，则无限循环）。 |
iostat 关键指标说明
| 指标 |
说明 |
r/s |
每秒读请求次数：反映设备的读操作频率。高值可能表示频繁读取小文件。 |
rkB/s |
每秒读取数据量（KB）：实际读取带宽。结合 r/s 可判断请求大小。 |
rrqm/s |
每秒合并的读请求数：内核将相邻请求合并后发送给磁盘，提升效率。 |
%rrqm |
读请求合并百分比：(rrqm/s) / (r/s + rrqm/s) * 100%。高值表示请求局部性好。 |
r_await |
读请求平均等待时间（ms）：从请求发起到完成的总时间（包括队列等待 + 磁盘处理）。 |
rareq-sz |
读请求平均大小（KB）：rkB/s / r/s。值越大，顺序读取特征越明显。 |
w/s |
每秒写请求次数：写操作频率。高值可能表示频繁写入日志或数据。 |
wkB/s |
每秒写入数据量（KB）：实际写入带宽。 |
wrqm/s |
每秒合并的写请求数：类似读请求合并，优化写入效率。 |
%wrqm |
写请求合并百分比：(wrqm/s) / (w/s + wrqm/s) * 100%。 |
w_await |
写请求平均等待时间（ms）：从请求发起到完成的总时间。 |
wareq-sz |
写请求平均大小（KB）：wkB/s / w/s。 |
d/s |
每秒丢弃请求次数（SSD TRIM 操作）。 |
dkB/s |
每秒丢弃数据量（KB）：释放的块数量。 |
drqm/s |
每秒合并的丢弃请求数。 |
%drqm |
丢弃请求合并百分比。 |
d_await |
丢弃请求平均等待时间（ms）。 |
dareq-sz |
丢弃请求平均大小（KB）。 |
aqu-sz |
平均 I/O 队列长度：正在处理和排队的请求总数。值 > 1 表示存在排队。 |
%util |
设备带宽利用率：(处理 I/O 的时间) / 总时间 * 100%。达到 100% 表示饱和。 |
常用场景示例
实时监控磁盘 I/O 性能（关键指标）
iostat -dx 1 1 # 每 1 秒刷新，共 1 次，显示扩展统计
Linux 4.19.90-2102.2.0.0062.ctl2.x86_64 (localhost.localdomain) 05/07/2025 _x86_64_ (4 CPU)
Device r/s rkB/s rrqm/s %rrqm r_await rareq-sz w/s wkB/s wrqm/s %wrqm w_await wareq-sz d/s dkB/s drqm/s %drqm d_await dareq-sz aqu-sz %util
dm-0 2.90 74.77 0.00 0.00 0.68 25.77 1.61 22.58 0.00 0.00 0.76 14.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.09
dm-1 0.02 0.44 0.00 0.00 0.20 22.85 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
nvme0n1 2.97 76.88 0.00 0.00 0.61 25.86 0.55 22.59 1.06 65.76 0.67 40.88 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.09
监控 CPU 和设备 I/O
iostat -c -d -t -h 2 # 每 2 秒刷新，显示 CPU、设备、时间戳和可读单位
Linux 4.19.90-2102.2.0.0062.ctl2.x86_64 (localhost.localdomain) 05/07/2025 _x86_64_ (4 CPU)
05/07/2025 03:25:56 PM
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
0.0% 0.0% 0.2% 0.0% 0.0% 99.8%
tps kB_read/s kB_wrtn/s kB_dscd/s kB_read kB_wrtn kB_dscd Device
3.88 64.0k 19.4k 0.0k 365.4M 110.8M 0.0k dm-0
0.02 0.4k 0.0k 0.0k 2.2M 0.0k 0.0k dm-1
3.03 65.8k 19.4k 0.0k 375.8M 110.8M 0.0k nvme0n1
| 指标 |
说明 |
正常范围 |
异常处理 |
%user |
用户态 CPU 时间：执行应用程序代码的时间（如 Java、Python 进程）。 |
< 70% |
优化代码逻辑、减少计算密集型操作。 |
%nice |
调整优先级的用户态 CPU 时间：优先级降低（nice 值 >0）的进程消耗的时间。 |
< 5% |
检查低优先级进程（如备份任务）是否影响关键业务。 |
%system |
内核态 CPU 时间：执行系统调用和内核任务的时间（如中断处理、进程调度）。 |
< 30% |
高频系统调用可能因配置不当（如小文件频繁 I/O）或驱动问题。 |
%idle |
CPU 空闲时间：CPU 未执行任何任务的时间。 |
> 20% |
高空闲率通常正常，但结合 %iowait 可判断是否存在 I/O 等待型瓶颈。 |
%iowait |
I/O 等待时间：CPU 空闲且等待磁盘 I/O 完成的时间。 |
< 20% |
高值需检查磁盘性能（iostat -dx）、RAID 状态或网络存储延迟。 |
%steal |
虚拟化环境中的 CPU 抢占时间：被 Hypervisor 分配给其他虚拟机的时间。 |
< 10% |
高值需扩容虚拟机 vCPU 或优化宿主资源分配。 |
| 指标 |
说明 |
分析场景 |
tps |
每秒传输次数（Transfers Per Second）：每秒完成的 I/O 操作次数（读 + 写 + 丢弃）。 |
高 tps 表示频繁的小 I/O 请求（如数据库事务），需结合 %util 判断是否过载。 |
kB_read/s |
每秒读取数据量（KB）：从设备读取的数据速率。 |
高值可能因频繁读取大文件或缓存未命中，需优化缓存策略或升级存储。 |
kB_wrtn/s |
每秒写入数据量（KB）：向设备写入的数据速率。 |
高值可能因日志写入、数据持久化，需检查写入模式（顺序/随机）和磁盘类型。 |
kB_dscd/s |
每秒丢弃数据量（KB）（SSD TRIM 操作）：标记不再使用的块以便回收。 |
高值表示 SSD 正在优化性能，但频繁 TRIM 可能影响寿命（需平衡）。 |
kB_read |
自系统启动以来读取的总数据量（KB）。 |
监控长期读取负载，结合时间判断是否合理（如备份任务）。 |
kB_wrtn |
自系统启动以来写入的总数据量（KB）。 |
评估磁盘写入寿命（尤其 SSD），防止过度磨损。 |
kB_dscd |
自系统启动以来丢弃的总数据量（KB）。 |
跟踪 SSD 维护行为，判断 TRIM 策略是否有效。 |
Device |
块设备名称（如 /dev/sda、nvme0n1），可能包含 LVM 逻辑卷或分区。 |
|
生成 JSON 报告
iostat -o JSON -j UUID 1 1 # 输出 JSON 格式，按 UUID 标识设备
{"sysstat": {
"hosts": [
{
"nodename": "localhost.localdomain",
"sysname": "Linux",
"release": "4.19.90-2102.2.0.0062.ctl2.x86_64",
"machine": "x86_64",
"number-of-cpus": 4,
"date": "05/07/2025",
"statistics": [
{
"avg-cpu": {"user": 0.03, "nice": 0.01, "system": 0.17, "iowait": 0.01, "steal": 0.00, "idle": 99.78},
"disk": [
{"disk_device": "01d05e20-f584-4296-b9dc-14f245c7cb99", "tps": 3.62, "kB_read/s": 59.50, "kB_wrtn/s": 18.08, "kB_dscd/s": 0.00, "kB_read": 374205, "kB_wrtn": 113720, "kB_dscd": 0},
{"disk_device": "fdbf2d58-e7be-4278-a90b-096fa02d5829", "tps": 0.02, "kB_read/s": 0.35, "kB_wrtn/s": 0.00, "kB_dscd/s": 0.00, "kB_read": 2216, "kB_wrtn": 0, "kB_dscd": 0},
{"disk_device": "nvme0n1", "tps": 2.82, "kB_read/s": 61.18, "kB_wrtn/s": 18.09, "kB_dscd/s": 0.00, "kB_read": 384770, "kB_wrtn": 113764, "kB_dscd": 0}
]
}
]
}
]
}}
分组统计多块磁盘
iostat -g mydisk -H sdb sdc # 将 sdb 和 sdc 合并为 "mydisk" 组
Linux 4.19.90-2102.2.0.0062.ctl2.x86_64 (localhost.localdomain) 05/07/2025 _x86_64_ (4 CPU)
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
0.03 0.01 0.17 0.01 0.00 99.78
Device tps kB_read/s kB_wrtn/s kB_dscd/s kB_read kB_wrtn kB_dscd
mydisk 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0 0
iostat 性能瓶颈诊断
CPU 瓶颈判断
用户态 CPU 高（%user 高）
现象：%user > 70%，%idle < 20%。
原因：应用程序计算密集型操作（如加密、压缩、算法处理）。
内核态 CPU 高（%system 高）
现象：%system > 30%，%iowait 低。
原因：
高频系统调用（如小文件频繁 I/O）。
网络中断处理（如高 PPS 网络流量）。
磁盘 I/O 瓶颈
磁盘带宽饱和（%util 高）
现象：%util >= 90%，rkB/s 或 wkB/s 接近磁盘理论带宽。
原因：
顺序读写大文件（如视频流、备份操作）。
磁盘带宽达到物理限制。
优化：
升级更高带宽的磁盘（如 HDD → SSD → NVMe）。
使用 RAID 0 或分布式存储横向扩展。
I/O 延迟高（await 高）
现象：await > 10 ms（机械盘）或 await > 2 ms（SSD）。
原因：
随机 I/O 过多（如数据库索引未命中）。
磁盘队列堆积（aqu-sz > 1）。
优化：
优化应用 I/O 模式（如增大块大小、预读数据）。
使用 SSD 替代机械盘。
I/O 请求合并率低（%rrqm/%wrqm 低）
现象：%rrqm < 50% 或 %wrqm < 50%，rareq-sz/wareq-sz 小。
原因：随机 I/O 请求分散，无法合并。
优化：
调整文件系统块大小（如 mkfs.ext4 -b 4096）。
使用缓存技术（如 vmtouch 缓存热点文件）。
浙公网安备 33010602011771号