Linux磁盤I/O的性能指標和查看性能工具

磁盤 I/O 觀察

首先要觀察的是每個磁盤的使用情況。iostat 是最常用的磁盤 I/O 性能觀察工具。它提供了各種常用性能指標，例如每個磁盤的利用率、IOPS 和吞吐量。當然，這些指標實際上來自 /proc/diskstats。

以下是 iostat 的輸出示例：

#-d-xmeansdisplayalldiskI/Operformance
$iostat-d-x1
Devicer/sw/srkB/swkB/srrqm/swrqm/s%rrqm%wrqmr_awaitw_awaitaqu-szrareq-szwareq-szsvctm%util
loop00.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
loop10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
sda0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
sdb0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00

在上述指標中，您需要注意的是：

• %util 是我們前面提到的磁盤 I/O 使用情況

• r/s 和 w/s 是 IOPS

• rkB/s 和 wkB/s 是吞吐量

• r_await 和 w_await 是響應(yīng)時間

您可能已經(jīng)注意到 iostat 不能直接獲取磁盤的飽和度。事實上，通常沒有什么簡單的方法可以測量飽和度。但是，您可以將觀察到的平均請求隊列長度或完成讀寫請求的等待時間與基準測試（例如通過 fio）的結(jié)果進行比較，以綜合評估磁盤飽和度。

進程 I/O 觀察

除了每個磁盤的 I/O 情況，每個進程的 I/O 情況也是大家關(guān)注的重點。

上面提到的 iostat 只提供了觀察磁盤的整體 I/O 性能數(shù)據(jù)。缺點是無法知道哪些進程正在讀寫磁盤。要觀察進程的 I/O，還可以使用 pidstat 和 iotop 工具。

例如，要使用 pidstat

$pidstat-d1
1351UIDPIDkB_rd/skB_wr/skB_ccwr/siodelayCommand
13521029160.004.000.000rsyslogd

從 pidstat 的輸出可以看出，它可以實時查看每個進程的 I/O 情況，這包括以下內(nèi)容：

• 用戶 ID (UID) 和進程 ID (PID)。

• 每秒讀取的數(shù)據(jù)大小 (kB_rd/s)，以 KB 為單位。

• 每秒發(fā)出的寫請求數(shù)據(jù)的大?。?code style="font-size:14px;padding:2px 4px;margin-right:2px;margin-left:2px;color:rgb(30,107,184);background-color:rgba(27,31,35,.05);font-family:'Operator Mono', Consolas, Monaco, Menlo, monospace;">kB_wr/s），單位為KB。

• 每秒取消寫入請求的數(shù)據(jù)大小 (kB_ccwr/s)，以 KB 為單位。

• 塊 I/O 延遲 (iodelay)，包括等待同步塊（synchronized block）I/O 和換入塊（swap-in block）I/O 完成的時間，以時鐘周期為單位。

除了使用 pidstat 實時查看進程磁盤 I/O 外，還有一個磁盤性能分析的常用方法是根據(jù) I/O 大小對進程進行排序。為此，我推薦 iotop 工具。它是一個類似于 top 的工具，您可以按 I/O 大小對進程進行排序，并找到具有更大 I/O 的進程。

$iotop
TotalDISKREAD:0.00B/s|TotalDISKWRITE:7.85K/s
ActualDISKREAD:0.00B/s|ActualDISKWRITE:0.00B/s
TIDPRIOUSERDISKREADDISKWRITESWAPINIO>COMMAND
15055be/3root0.00B/s7.85K/s0.00%0.00%systemd-journald

從該輸出可以看到，前兩行分別代表進程的磁盤讀寫總大小和磁盤的實際讀寫總大小。由于緩存、緩沖區(qū)、I/O 合并等因素，它們可能不相等。

剩下的部分從各個角度代表了進程的 I/O 情況，包括 線程 ID、I/O 優(yōu)先級、每秒磁盤讀取大小、每秒磁盤寫入大小、換入百分比和等待 I/O 時鐘百分比。

結(jié)論

在本文中，我介紹了 Linux 磁盤 I/O 的性能指標和查看性能工具。我們通常使用 IOPS、吞吐量、利用率、飽和度和響應(yīng)時間等幾個指標來評估磁盤的 I/O 性能。

可以使用 iostat 獲取磁盤的 I/O 情況，也可以使用 pidstat、iotop 等觀察進程的 I/O 情況。但在分析這些性能指標時，要注意結(jié)合讀寫比率、I/O 類型、I/O 大小等綜合分析。