linux iostat 命令统计信息 cpu 块设备分区 io

野性酷女 2021-08-26 17:17 1456阅读 0赞

iostat 命令是 I/O statistics(输入/输出统计)的缩写，用来报告系统的 CPU 统计信息和块设备及其分区的 IO 统计信息。iostat 是 sysstat 工具集的一个工具，在 Ubuntu 系统中默认是不带 iostat 命令的，需要自行安装：  
$ sudo apt install sysstat  
注意：本文中 demo 的演示环境为 ubuntu 18.04。

# 主要作用 #

iostat 主要用于监控系统设备的 IO 负载情况，iostat 首次运行时显示自系统启动开始的各项统计信息，之后运行 iostat 将显示自上次运行该命令以后的统计信息。  
iostat 的特点是汇报磁盘活动统计情况，同时也会汇报出 CPU 使用情况。CPU 统计数据是作为所有处理器之间的平均值在系统范围内计算的。iostat 也有一个弱点，就是它不能对某个进程进行深入分析，仅对系统的整体情况进行分析。

# 基本语法 #

语法格式：  
**iostat <options> <device name>**

常用选项：  
**-c** 只显示 CPU 的信息  
**-d** 只显示设备信息  
**--human** 以友好的方式显示结果  
**-j \{ ID | LABEL | PATH | UUID | ... \}**  显示设备的持久化名称  
**-k**  以 k 为单位显示  
**-m** 以 m 为单位显示  
**-N** 显示任何设备映射器设备的注册设备映射器名称，用于查看LVM2统计数据  
**-p** \[ \{ device \[,...\] | ALL \} \] 显示块设备及其分区的信息  
**-t** 显示每次输出的时间  
**-V** 显示 iostat 的版本信息  
**-x** 显示更多的设备列  
**-z** 如果没有变化就不重复输出信息  
**interval** 连续输出，每 interval 秒输出一次  
**count** 与 interval 连用，指定一共输出多少次

# CPU 信息 #

iostat 输出中的 CPU 部分是对 CPU 使用情况的统计信息(以百分比的形式显示)：

![format_png][]

**user**  
进程在用户地址空间中消耗 CPU 时间的百分比。像 shell 程序、各种语言的编译器、数据库应用、web 服务器和各种桌面应用都算是运行在用户地址空间的进程。这些程序如果不是处于 idle 状态，那么绝大多数的 CPU 时间都是运行在用户态。

**nice**  
可以通过 nice 值调整进程用户态的优先级。这里显示的是调整过 nice 值的进程消耗掉的 CPU 时间。如果系统中没有进程被调整过 nice 值，那么 ni 就显示为 0。

**system**  
进程在内核地址空间中消耗 CPU 时间的百分比。所有进程要使用的系统资源都是由 Linux 内核处理的。当处于用户态(用户地址空间)的进程需要使用系统的资源时，比如需要分配一些内存、或是执行 IO 操作、再或者是去创建一个子进程，此时就会进入内核态(内核地址空间)运行。事实上，决定进程在下一时刻是否会被运行的进程调度程序就运行在内核态。对于操作系统的设计来说，消耗在内核态的时间应该是越少越好。在实践中有一类典型的情况会使 sy 变大，那就是大量的 IO 操作，因此在调查 IO 相关的问题时需要着重关注它。

**iowait**  
CPU 等待磁盘 IO 操作的时间。和 CPU 的处理速度相比，磁盘 IO 操作是非常慢的。有很多这样的操作，比如：CPU 在启动一个磁盘读写操作后，需要等待磁盘读写操作的结果。在磁盘读写操作完成前，CPU 只能处于空闲状态。Linux 系统在计算系统平均负载时会把 CPU 等待 IO 操作的时间也计算进去，所以在我们看到系统平均负载过高时，可以通过 iowait 来判断系统的性能瓶颈是不是过多的 IO 操作造成的。

**steal**  
只有 Linux 在作为虚拟机运行时 steal 才是有意义的。它表示虚机等待 CPU 资源的时间(虚机分到的是虚拟 CPU，当需要真实的 CPU 时，可能真实的 CPU 正在运行其它虚机的任务，所以需要等待)。

**idle**  
CPU 处于 idle 状态的百分比。一般情况下， user + nice + idle 应该接近 100%。

# 设备信息 #

设备报告提供每个物理设备或分区的统计信息。可以在命令行中指定要显示统计信息的块设备和分区。如果没有输入设备或分区，那么将显示系统使用的每个设备的统计信息，并提供内核为其维护统计信息。如果命令行上给出了 ALL 关键字，那么将显示系统定义的每个设备的统计信息，包括那些从未使用过的设备。默认情况下，传输速率显示在 1K 块中，除非设置环境变量POSIXLY\_CORRECT，在这种情况下使用 512 字节块。根据所使用的标志，报告可显示以下字段:

![format_png 1][]

**Device**  
Device 列显示 /dev 目录中列出的设备(或分区)名称。

**tps**  
每秒发送到设备的 I/O 请求数。多个逻辑请求可以组合成对设备的单个 I/O 请求。

**Blk\_read/s**  
每秒读取的磁盘块的数量。

**Blk\_wrtn/s**  
每秒写入的磁盘块的数量。

**Blk\_read**  
读取的块的总数。

**Blk\_wrtn**  
写入的总块数。

**r/s**  
设备每秒完成的读请求数(合并后)。

**w/s**  
设备每秒完成的写请求数(合并后)。

**sec/s**  
每秒从设备读取或写入的扇区数。

**rsec/s**  
每秒从设备读取的扇区数。

**wsec/s**  
每秒写入设备的扇区数。

**rqm/s**  
每秒钟排队到设备的合并后的 I/O 请求数量。

**rrqm/s**  
每秒钟排队到设备的合并后的读请求数。

**wrqm/s**  
每秒钟排队到设备的合并后的写请求数。

**%rrqm**  
在发送到设备之前合并到一起的读请求的百分比。

**%wrqm**  
在发送到设备之前合并到一起的写请求的百分比。

**areq-sz**  
向设备发出的 I/O 请求的平均大小(单位为 k)。

**rareq-sz**  
向设备发出的读请求的平均大小(单位为 k)。

**wareq-sz**  
向设备发出的写请求的平均大小(单位为 k)。

**await**  
平均每次 I/O 操作的时间(以毫秒为单位)。这包括请求在队列中花费的时间和执行它们所花费的时间。

**r\_await**  
平均每次读请求的时间(以毫秒为单位)。这包括请求在队列中花费的时间和执行它们所花费的时间。

**w\_await**  
平均每次写请求的时间(以毫秒为单位)。这包括请求在队列中花费的时间和执行它们所花费的时间。

**aqu-sz**  
发送到设备的请求的平均队列长度。

**%util**  
向设备发出 I/O 请求的运行时间百分比(设备的带宽利用率)，换句话说就是一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作。当连续处理请求的设备的这个值接近100%时，说明产生的 I/O 请求太多，I/O 系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。但是对于并行处理请求的设备，例如 RAID 阵列和现代 SSD，这个数字并不反映它们的性能限制。

# 常见用法 #

默认显示 CPU 信息和所有的设备信息

$ iostat

![format_png 2][]

**只显示 CPU 的信息**

$ iostat -c

![format_png 3][]

**只显示设备信息**

$ iostat -d

![format_png 4][]

还可以指定只显示某一个或多个设备的信息

![format_png 5][]

**显示块设备及其分区的信息**

$ iostat -d -p sdb

还可以通过逗号分隔同时指定多个磁盘设备：

![format_png 6][]

**以 M 为单位显示数字**

$ iostat -m -d sdb

![format_png 7][]

**显示时间戳**

$ iostat -t -d sdb

![format_png 8][]

**显示更多的设备信息**

$ iostat -x -d sda

![format_png 9][]

**连续输出**  
iostat 支持连续地输出信息，我们只要指定一个以秒为单位的间隔时间就行了：

$ iostat 2 -d sda

![format_png 10][]

此时，每隔两秒会输出一次信息。还可以再指定一个数字告诉 iostat 一共输出多少次信息，比如每隔两秒输出一次，一共输出三次的写法为：

$ iostat 2 3 -d sda

**显示 LVM2 设备的映射名称**

$ iostat -d -N

![format_png 11][]

**显示设备的持久化名称**

$ iostat -d -j ID

![format_png 12][]

除了 ID，还可以指定 LABEL、PATH 和 UUID 等显示方式。

**参考：**  
[iostat man page][]

[format_png]: /images/20210728/483ffaf0a8524214a08899d0ebdc8892.png
[format_png 1]: /images/20210728/4eb6c0b56a9849d8b91e5bd2182cfb8a.png
[format_png 2]: /images/20210728/0910086e341f42b8a82c3670bbf2c447.png
[format_png 3]: /images/20210728/3b75df2145bd44d4833e2c973bff039c.png
[format_png 4]: /images/20210728/85a8c4de5ae748f29b9543ad516e040a.png
[format_png 5]: /images/20210728/ba025964b98140d985d663c47689c5d2.png
[format_png 6]: /images/20210728/70fb82b45e7544609e7c04b9b9e79e74.png
[format_png 7]: /images/20210728/3c87d109c83641ca90161f11b6c7c6a0.png
[format_png 8]: /images/20210728/35466088cce54b28883ba2e82e02b32f.png
[format_png 9]: /images/20210728/8d5cffb07fe644d3a1eb1ebc9c293eaf.png
[format_png 10]: /images/20210728/c572dc050a8d495c8d84dacc262d4aff.png
[format_png 11]: /images/20210728/31b14ae828e04986b337bb9b25251f2f.png
[format_png 12]: /images/20210728/bf1964e253db493b9d9ac9e8da03e7c8.png
[iostat man page]: http://man7.org/linux/man-pages/man1/iostat.1.html