linux指令詳解——iostat

簡介

iostat主要用于監控系統裝置的IO負載情況，iostat首次運作時顯示自系統啟動開始的各項統計資訊，之後運作iostat将顯示自上次運作該指令以後的統計資訊。使用者可以通過指定統計的次數和時間來獲得所需的統計資訊。

安裝

yum install -y sysstat

文法

iostat [ -c ] [ -d ] [ -h ] [ -N ] [ -k | -m ] [ -t ] [ -V ] [ -x ] [ -z ] [ device [...] | ALL ] [ -p [ device [,...] | ALL ] ] [ interval [ count ] ]      

iostat各個參數說明:

-c 僅顯示CPU統計資訊.與-d選項互斥.
 -d 僅顯示磁盤統計資訊.與-c選項互斥.
 -k 以K為機關顯示每秒的磁盤請求數,預設機關塊.
 -p device | ALL
  與-x選項互斥,用于顯示塊裝置及系統分區的統計資訊.也可以在-p後指定一個裝置名,如:
  # <span class="search_hit" style="margin: 0px; padding: 0px;">iostat</span> -p hda
  或顯示所有裝置
  # <span class="search_hit" style="margin: 0px; padding: 0px;">iostat</span> -p ALL
 -t    在輸出資料時,列印搜集資料的時間.
 -V    列印版本号和幫助資訊.
 -x    輸出擴充資訊.      

入門使用

iostat -d -k 2      

參數 -d 表示，顯示裝置（磁盤）使用狀态；-k某些使用block為機關的列強制使用Kilobytes為機關；2表示，資料顯示每隔2秒重新整理一次。

輸出如下

iostat -d -k 1 10
Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda              39.29        21.14         1.44  441339807   29990031
sda1              0.00         0.00         0.00       1623        523
sda2              1.32         1.43         4.54   29834273   94827104
sda3              6.30         0.85        24.95   17816289  520725244
sda5              0.85         0.46         3.40    9543503   70970116
sda6              0.00         0.00         0.00        550        236
sda7              0.00         0.00         0.00        406          0
sda8              0.00         0.00         0.00        406          0
sda9              0.00         0.00         0.00        406          0
sda10            60.68        18.35        71.43  383002263 1490928140

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda             327.55      5159.18       102.04       5056        100
sda1              0.00         0.00         0.00          0          0      

輸出資訊的意義

tps：該裝置每秒的傳輸次數（Indicate the number of transfers per second that were issued to the device.）。"一次傳輸"意思是"一次I/O請求"。多個邏輯請求可能會被合并為"一次I/O請求"。"一次傳輸"請求的大小是未知的。

kB_read/s：每秒從裝置（drive expressed）讀取的資料量；
kB_wrtn/s：每秒向裝置（drive expressed）寫入的資料量；
kB_read：取樣時間間隔内，讀取的總資料量；
kB_wrtn：取樣時間間隔内，寫入的總數量資料量；這些機關都為Kilobytes。      

上面的例子中，我們可以看到磁盤sda以及它的各個分區的統計資料，當時統計的磁盤總TPS是39.29，下面是各個分區的TPS。（因為是瞬間值，是以總TPS并不嚴格等于各個分區TPS的總和）

各個輸出項目的含義如下:

<strong>avg-cpu段:</strong>
%user: 在使用者級别運作所使用的CPU的百分比.
%nice: nice操作所使用的CPU的百分比.
%sys: 在系統級别(kernel)運作所使用CPU的百分比.
%iowait: CPU等待硬體I/O時,所占用CPU百分比.
%idle: CPU空閑時間的百分比.
<strong>Device段:</strong>
tps: 每秒鐘發送到的I/O請求數.
Blk_read /s: 每秒讀取的block數.
<span class="search_hit" style="margin: 0px; padding: 0px;">Blk_wrtn</span>/s: 每秒寫入的block數.
Blk_read:   <span style="font-family: 'Courier New'; line-height: 1.5 !important;">取樣時間間隔内，</span><span style="font-family: Verdana, Geneva, Arial, Helvetica, sans-serif;">讀入的block總數.</span>
<span class="search_hit" style="margin: 0px; padding: 0px;">Blk_wrtn</span>:  <span style="font-family: 'Courier New'; line-height: 1.5 !important;">取樣時間間隔内，</span><span style="font-family: Verdana, Geneva, Arial, Helvetica, sans-serif;">寫入的block總數.</span>      

指定監控的裝置名稱為sda，該指令的輸出結果和上面指令完全相同。

iostat -d sda 2      

預設監控所有的硬碟裝置，現在指定隻監控sda。 

-x 參數

iostat還有一個比較常用的選項-x，該選項将用于顯示和io相關的擴充資料。

iostat -d -x -k 1 10
Device:    rrqm/s wrqm/s   r/s   w/s  rsec/s  wsec/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
sda          1.56  28.31  7.80 31.49   42.51    2.92    21.26     1.46     1.16     0.03    0.79   2.62  10.28
Device:    rrqm/s wrqm/s   r/s   w/s  rsec/s  wsec/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
sda          2.00  20.00 381.00  7.00 12320.00  216.00  6160.00   108.00    32.31     1.75    4.50   2.17  84.20      

輸出資訊的含義

rrqm/s：每秒這個裝置相關的讀取請求有多少被Merge了（當系統調用需要讀取資料的時候，VFS将請求發到各個FS，如果FS發現不同的讀取請求讀取的是相同Block的資料，FS會将這個請求合并Merge）；wrqm/s：每秒這個裝置相關的寫入請求有多少被Merge了。

rsec/s：每秒讀取的扇區數；
wsec/：每秒寫入的扇區數。
rKB/s：The number of read requests that were issued to the device per second；
wKB/s：The number of write requests that were issued to the device per second；
avgrq-sz 平均請求扇區的大小
avgqu-sz 是平均請求隊列的長度。毫無疑問，隊列長度越短越好。    
await：  每一個IO請求的處理的平均時間（機關是微秒毫秒）。這裡可以了解為IO的響應時間，一般地系統IO響應時間應該低于5ms，如果大于10ms就比較大了。
         這個時間包括了隊列時間和服務時間，也就是說，一般情況下，await大于svctm，它們的內插補點越小，則說明隊列時間越短，反之內插補點越大，隊列時間越長，說明系統出了問題。
svctm    表示平均每次裝置I/O操作的服務時間（以毫秒為機關）。如果svctm的值與await很接近，表示幾乎沒有I/O等待，磁盤性能很好，如果await的值遠高于svctm的值，則表示I/O隊列等待太長，         系統上運作的應用程式将變慢。
%util： 在統計時間内所有處理IO時間，除以總共統計時間。例如，如果統計間隔1秒，該裝置有0.8秒在處理IO，而0.2秒閑置，那麼該裝置的%util = 0.8/1 = 80%，是以該參數暗示了裝置的繁忙程度
。一般地，如果該參數是100%表示裝置已經接近滿負荷運作了（當然如果是多磁盤，即使%util是100%，因為磁盤的并發能力，是以磁盤使用未必就到了瓶頸）。      

-c 參數

iostat還可以用來擷取cpu部分狀态值：

iostat -c 1 10
avg-cpu: %user %nice %sys %iowait %idle
1.98 0.00 0.35 11.45 86.22
avg-cpu: %user %nice %sys %iowait %idle
1.62 0.00 0.25 34.46 63.67      

常見用法

iostat -d -k 1 10         #檢視TPS和吞吐量資訊(磁盤讀寫速度機關為KB)
iostat -d -m 2            #檢視TPS和吞吐量資訊(磁盤讀寫速度機關為MB)
iostat -d -x -k 1 10      #檢視裝置使用率（%util）、響應時間（await）      

iostat -c 1 10            #僅檢視cpu狀态      

執行個體分析

ostat -d -k 1 |grep sda10
Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda10            60.72        18.95        71.53  395637647 1493241908
sda10           299.02      4266.67       129.41       4352        132
sda10           483.84      4589.90      4117.17       4544       4076
sda10           218.00      3360.00       100.00       3360        100
sda10           546.00      8784.00       124.00       8784        124
sda10           827.00     13232.00       136.00      13232        136      

上面看到，磁盤每秒傳輸次數平均約400；每秒磁盤讀取約5MB，寫入約1MB。

iostat -d -x -k 1
Device:    rrqm/s wrqm/s   r/s   w/s  rsec/s  wsec/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
sda          1.56  28.31  7.84 31.50   43.65    3.16    21.82     1.58     1.19     0.03    0.80   2.61  10.29
sda          1.98  24.75 419.80  6.93 13465.35  253.47  6732.67   126.73    32.15     2.00    4.70   2.00  85.25
sda          3.06  41.84 444.90 54.08 14204.08 2048.98  7102.04  1024.49    32.57     2.10    4.21   1.85  92.24      

可以看到磁盤的平均響應時間<5ms，磁盤使用率>80。磁盤響應正常，但是已經很繁忙了。