iostat统计信息

用途：报告中央处理器（CPU）统计信息和整个系统、适配器、tty 设备、磁盘和 CD-ROM 的输入／输出统计信息。

语法：iostat [ -c | -d ] [ -k ] [ -t | -m ] [ -V ] [ -x [ device ] ] [ interval [ count ] ]

描述：iostat 命令用来监视系统输入／输出设备负载，这通过观察与它们的平均传送速率相关的物理磁盘的活动时间来实现。iostat 命令生成的报告可以用来更改系统配置来更好地平衡物理磁盘和适配器之间的输入／输出负载。

参数：-c为汇报CPU的使用情况；-d为汇报磁盘的使用情况；-k表示每秒按kilobytes字节显示数据；-m表示每秒按M字节显示数据；-t为打印汇报的时间；-v表示打印出版本信息和用法；-x device指定要统计的设备名称，默认为所有的设备；interval指每次统计间隔的时间；count指按照这个时间间隔统计的次数。

iostat 结果解析

rrqm/s: 每秒进行 merge 的读操作数目。即 delta(rmerge)/s

wrqm/s: 每秒进行 merge 的写操作数目。即 delta(wmerge)/s

r/s: 每秒完成的读 I/O 设备次数。即 delta(rio)/s

w/s: 每秒完成的写 I/O 设备次数。即 delta(wio)/s

rsec/s: 每秒读扇区数。即 delta(rsect)/s

wsec/s: 每秒写扇区数。即 delta(wsect)/s

rkB/s: 每秒读K字节数。是 rsect/s 的一半，因为每扇区大小为512字节。

wkB/s: 每秒写K字节数。是 wsect/s 的一半。

avgrq-sz: 平均每次设备I/O操作的数据大小 (扇区)。即 delta(rsect+wsect)/delta(rio+wio)

avgqu-sz: 平均I/O队列长度。即 delta(aveq)/s/1000 (因为aveq的单位为毫秒)。

await: 平均每次设备I/O操作的等待时间 (毫秒)。即 delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio)

svctm: 平均每次设备I/O操作的服务时间 (毫秒)。即 delta(use)/delta(rio+wio)

%util: 一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作，或者说一秒中有多少时间 I/O 队列是非空的。即 delta(use)/s/1000 (因为use的单位为毫秒)

如果 %util 接近 100%，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。

比较重要的参数

%util:      一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作，或者说一秒中有多少时间 I/O 队列是非空的

svctm:   平均每次设备I/O操作的服务时间

await:    平均每次设备I/O操作的等待时间

avgqu-sz: 平均I/O队列长度

如果%util接近100%,表明i/o请求太多,i/o系统已经满负荷,磁盘可能存在瓶颈,一般%util大于70%,i/o压力就比较大,读取速度有较多的wait.同时可以结合vmstat查看查看b参数(等待资源的进程数)和wa参数(IO等待所占用的CPU时间的百分比,高过30%时IO压力高)。

要理解这些性能指标我们先看下图

IO的执行过程的各个参数

上图的左边是iostat显示的各个性能指标，每个性能指标都会显示在一条虚线之上，这表明这个性能指标是从虚线之上的那个读写阶段开始计量的，比如说图中的w/s从Linux IO scheduler开始穿过硬盘控制器(CCIS/3ware)，这就表明w/s统计的是每秒钟从Linux IO scheduler通过硬盘控制器的写IO的数量。

结合上图对读IO操作的过程做一个说明，在从OS Buffer Cache传入到OS Kernel(Linux IO scheduler)的读IO操作的个数实际上是rrqm/s+r/s，直到读IO请求到达OS Kernel层之后，有每秒钟有rrqm/s个读IO操作被合并，最终转送给磁盘控制器的每秒钟读IO的个数为r/w；在进入到操作系统的设备层(/dev/sda)之后，计数器开始对IO操作进行计时，最终的计算结果表现是await，这个值就是我们要的IO响应时间了；svctm是在IO操作进入到磁盘控制器之后直到磁盘控制器返回结果所花费的时间，这是一个实际IO操作所花的时间，当await与svctm相差很大的时候，我们就要注意磁盘的IO性能了；而avgrq-sz是从OS Kernel往下传递请求时单个IO的大小，avgqu-sz则是在OS Kernel中IO请求队列的平均大小。

现在我们可以将iostat输出结果和我们上面讨论的指标挂钩了

设备IO操作:总IO(io)/s = r/s(读) +w/s(写) =1.46 + 25.28=26.74

平均每次设备I/O操作只需要0.36毫秒完成,现在却需要10.57毫秒完成，因为发出的请求太多(每秒26.74个)，假如请求时同时发出的，可以这样计算平均等待时间:

平均等待时间=单个I/O服务器时间*(1+2+...+请求总数-1)/请求总数

每秒发出的I/0请求很多,但是平均队列就4,表示这些请求比较均匀,大部分处理还是比较及时

svctm 一般要小于 await (因为同时等待的请求的等待时间被重复计算了)，svctm 的大小一般和磁盘性能有关，CPU/内存的负荷也会对其有影响，请求过多也会间接导致 svctm 的增加。await 的大小一般取决于服务时间(svctm) 以及 I/O 队列的长度和 I/O 请求的发出模式。如果 svctm 比较接近 await，说明 I/O 几乎没有等待时间；如果 await 远大于 svctm，说明 I/O 队列太长，应用得到的响应时间变慢，如果响应时间超过了用户可以容许的范围，这时可以考虑更换更快的磁盘，调整内核 elevator 算法，优化应用，或者升级 CPU。

队列长度(avgqu-sz)也可作为衡量系统 I/O 负荷的指标，但由于 avgqu-sz 是按照单位时间的平均值，所以不能反映瞬间的 I/O 洪水。

I/O 系统 vs. 超市排队

举一个例子，我们在超市排队 checkout 时，怎么决定该去哪个交款台呢? 首当是看排的队人数，5个人总比20人要快吧? 除了数人头，我们也常常看看前面人购买的东西多少，如果前面有个采购了一星期食品的大妈，那么可以考虑换个队排了。还有就是收银员的速度了，如果碰上了连钱都点不清楚的新手，那就有的

等了。另外，时机也很重要，可能 5 分钟前还人满为患的收款台，现在已是人去楼空，这时候交款可是很爽啊，当然，前提是那过去的 5 分钟里所做的事情比排队要有意义 (不过我还没发现什么事情比排队还无聊的)。

I/O 系统也和超市排队有很多类似之处:

r/s+w/s 类似于交款人的总数

平均队列长度(avgqu-sz)类似于单位时间里平均排队人的个数

平均服务时间(svctm)类似于收银员的收款速度

平均等待时间(await)类似于平均每人的等待时间

平均I/O数据(avgrq-sz)类似于平均每人所买的东西多少

I/O 操作率 (％util)类似于收款台前有人排队的时间比例。

我们可以根据这些数据分析出 I/O 请求的模式，以及 I/O 的速度和响应时间。

一个例子

# iostat -x 1

avg-cpu: ％user ％nice ％sys ％idle

16.24 0.00 4.31 79.44

Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm ％util

/dev/cciss/c0d0

0.00 44.90 1.02 27.55 8.16 579.59 4.08 289.80 20.57 22.35 78.21 5.00 14.29

/dev/cciss/c0d0p1

0.00 44.90 1.02 27.55 8.16 579.59 4.08 289.80 20.57 22.35 78.21 5.00 14.29

/dev/cciss/c0d0p2

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

上面的 iostat 输出表明秒有 28.57 次设备 I/O 操作: delta(io)/s = r/s +w/s = 1.02+27.55 = 28.57 (次/秒) 其中写操作占了主体 (w:r = 27:1)。

平均每次设备 I/O 操作只需要 5ms 就可以完成，但每个 I/O 请求却需要等上78ms，为什么? 因为发出的 I/O 请求太多 (每秒钟约 29 个)，假设这些请求是同时发出的，那么平均等待时间可以这样计算:

平均等待时间 = 单个 I/O 服务时间 * ( 1 + 2 + ... + 请求总数-1) / 请求总数

应用到上面的例子: 平均等待时间 = 5ms * (1+2+...+28)/29 = 70ms，和iostat 给出的 78ms 的平均等待时间很接近。这反过来表明 I/O 是同时发起的。每秒发出的 I/O 请求很多 (约 29 个)，平均队列却不长 (只有 2 个 左右)，这表明这 29 个请求的到来并不均匀，大部分时间 I/O 是空闲的。一秒中有 14.29％ 的时间 I/O 队列中是有请求的，也就是说，85.71％ 的时间里I/O 系统无事可做，所有 29 个 I/O 请求都在142毫秒之内处理掉了。

delta(ruse+wuse)/delta(io) = await = 78.21 => delta(ruse+wuse)/s =78.21 * delta(io)/s = 78.21*28.57 = 2232.8，表明每秒内的I/O请求总共需要等待2232.8ms。所以平均队列长度应为 2232.8ms/1000ms = 2.23，而 iostat

给出的平均队列长度 (avgqu-sz) 却为 22.35，为什么?! 因为 iostat 中有bug，avgqu-sz 值应为 2.23，而不是 22.35。