Linux使用iostat命令监控系统磁盘I/O性能和CPU使用情况

目录

• 1. 什么是 IOStat？
• 2. 主要功能
• 3. 安装 iostat
• 4. 基本语法和常用选项
• 5. 输出字段详解（重点）
• 5.1 CPU 使用率报告
• 5.2 设备 I/O 统计报告（基础）
• 5.3 扩展 I/O 统计报告（关键！）
• 6. 实用示例
• 7. 性能分析思路
• 总结

好的，我们来详细介绍一下 linux 系统中的 iostat 命令。

1. 什么是 iostat？

iostat（Input/Output Statistics）是一个用于监控系统磁盘I/O（输入/输出）性能和CPU使用情况的强大工具。它是 sysstat 软件包的一部分，在大多数 Linux 发行版中默认并不安装，但可以轻松通过包管理器获取。

它的主要作用是帮助系统管理员识别存储设备的性能瓶颈。

2. 主要功能

iostat 提供两大类信息：

• CPU 使用率报告
• 设备/分区 I/O 统计报告

3. 安装 iostat

由于 iostat 属于 sysstat 包，你需要先安装它。

在 Debian/Ubuntu 上：

sudo apt-get update
sudo apt-get install sysstat

在 RHEL/CenpythontOS/Fedora 上：

# RHEL/Centos (使用 yum 或 dnf)
sudo yum install syswww.devze.comstat
# 或者
sudo dnf install sysstat

# Fedora
sudo dnf install sysstat

安装后，sysstat 服务通常会启动并开始收集系统活动数据。

4. 基本语法和常用选项

基本语法：

iostat [选项] [时间间隔] [次数]

常用选项：

选项	描述
-c	仅显示 CPU 使用率报告。
-d	仅显示设备/分区 I/O 统计报告。
-x	显示扩展的 I/O 统计信息，这是进行深入性能分析的关键。
-m	以 MB/s 为单位显示统计信息，而不是默认的 KB/s。更易读。
-p	显示所有块设备及其分区的统计信息。
-t	在输出中打印时间戳。
-h	以人类可读的格式输出（例如，与 -m 类似，但更友好）。

5. 输出字段详解（重点）

5.1 CPU 使用率报告

当你直接运行 iostat 时，首先看到的是 CPU 报告。

字段	描述
%user	在用户级别（应用程序）运行时占用的 CPU 百分比。
%nice	在用户级别，使用 nice 优先级运行的进程占用的 CPU 百分比。
%system	在内核级别（系统调用）运行时占用的 CPU 百分比。
%iowait	重要指标：CPU 空闲并且系统有未完成的磁盘 I/O 请求的时间百分比。如果这个值持续很高（例如 >20%），通常表示磁盘是系统瓶颈。
%steal	在虚拟化环境中，被宿主机（Hypervisor）“偷走”的 CPU 时间百分比。
%idle	CPU 空闲时间百分比。

5.2 设备 I/O 统计报告（基础）

使用 iostat -d 查看。

字段	描述
Device	块设备（磁盘）的名称，如 sda, sdb1。
tps	每秒发送到设备的 I/O 请求数量（Transactions Per Second）。
kB_read/s	从设备读取数据的速度（KB/s）。
kB_wrtn/s	向设备写入数据的速度（KB/s）。
kB_read	自启动以来从设备读取的总数据量（KB）。
kB_wrtn	自启动以来向设备写入的总数据量（KB）。

5.3 扩展 I/O 统计报告（关键！）

使用 iostat -x 查看，这是进行性能诊断的核心。

字段	描述
rrqm/s	每秒合并的读请求数（合并是为了提高效率）。
wrqm/s	每秒合并的写请求数。
r/s	每秒发给设备的读请求数。
w/s	每秒发给设备的写请求数。
rkB/s	每秒从设备读取的数据量（KB/s）。
wkB/s	每秒向设备写入的数据量（KB/s）。
avgrq-sz	发给设备的请求的平均大小（以扇区为单位）。
avgqu-sz	重要指标：发给设备的请求的平均队列长度。如果持续大于1，可能表示设备已饱和。
await	重要指标：I/O 请求处理的平均时间（毫秒），包括排队时间和服务时间。对应用户感受，值越小越好。如果 await 远大于 svctm，说明请求在队列中等待时间很长，磁盘可能过载。
r_await	读请求的平均处理时间（毫秒）。
w_await	写请求的平均处理时间（毫秒）。
svctm	已弃用：设备处理 I/O 请求的平均服务时间（毫秒）。在现代系统中，这个值可能不准确，建议关注 await。
%util	最重要指标：设备带宽的使用率百分比。表示设备在给定时间段内有多忙。如果持续接近 100%，说明设备 I/O 已饱和，成为系统瓶颈。

6. 实用示例

基本使用，每2秒刷新一次

iostat

仅显示磁盘统计，每1秒刷新一次，共刷新5次

iostat -d 1 5

显示扩展统计信息，以 MB/s 为单位

iostat -x -m 1

查看特定磁盘（如 sda）的详细统计

iostat -x -m sda 1

查看所有设备和分区的统计

iostat -x -m -p ALL 1

7. 性能分析思路

1. 看整体负载：先看 %iowait 和 tps/r/s/w/s，了解系统 I/O 压力。
2. 看设备饱和度：查看 %util。如果持续 100%，说明该设备是瓶颈。
3. 看响应时间：查看 await。如果 await 很高，用户体验会变差（操作卡顿）。
4. 看队列长度：查看 avgqu-sz。队列越长，说明设备处理不过来，请求在积压。
5. 综合分析：
   • 如果 %util 接近 100%，且 await 很高，avgqu-sz 也很大javascript，基本可以断定该磁盘是性能瓶颈。
   • 如果 %util 不高，但 await 很高，可能是应用程序的 I/O 模式有问题（例如大量随机 I/O），或者磁盘本身（如 RAID）的响应速度慢。

总结

iostat 是 Linux 系统管理员和性能工程师工具箱中不可或缺的工具。通过理解其输出字段的含义，特别是扩展统计（-x）中的 %util、awaithttp://www.devze.com 和 编程客栈avgqu-sz，你可以快速定位和诊断与磁盘 I/O 相关的性能问题。

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