每天一个linux命令（35）: iostat命令

Linux 系统中的 iostat 是 I/O statistics（输入 / 输出统计）的缩写，iostat 工具将对系统的磁盘操作活动进行监视。它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。同 vmstat 一样，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。iostat 属于 sysstat 软件包。可以用 yum install sysstat 直接安装。

# 命令格式

$ iostat [参数][时间][次数]

# 命令功能

通过 iostat 方便查看 CPU、网卡、tty 设备、磁盘、CD-ROM 等等设备的活动情况， 负载信息。

# 命令参数

# 使用实例

例一 ：显示所有设备负载情况

$ iostat

Linux 3.10.0-327.el7.x86_64 (s88) 	2017年01月22日 	_x86_64_	(24 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle

           0.62    0.00    0.20    1.46    0.00   97.72

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn

sda              64.59      1726.21       255.56    3159941     467823

dm-0              3.55       141.11         4.46     258319       8162

dm-1              0.10         0.83         0.00       1520          0

dm-2              0.10         2.78         1.14       5080       2082

dm-3             60.44      1565.98       248.84    2866640     455511

dm-4             27.54       463.29       105.38     848088     192897

dm-5              1.25        25.57        17.57      46804      32170

dm-6              0.64        12.86         2.07      23535       3786

dm-7              4.14        80.43        36.60     147240      67004

dm-8              1.13        20.52         2.42      37566       4428

dm-9              1.13        21.18         2.40      38766       4396

dm-10             1.15        21.35         2.41      39082       4412

dm-11             0.70        14.40         2.21      26355       4043

dm-12             1.42        22.42         6.85      41035      12541

dm-13             0.46        12.17         1.25      22275       2289

dm-14             1.15        20.47         2.42      37470       4432

dm-15             8.28       101.07        16.51     185018      30220

dm-16             1.10        20.02         2.45      36646       4488

dm-17             1.81        29.08         4.15      53232       7591

dm-18             0.68        18.40         1.43      33689       2611

dm-19             2.33        43.89         4.63      80340       8483

说明：
cpu属性值说明：
% user：CPU 处在用户模式下的时间百分比。
% nice：CPU 处在带 NICE 值的用户模式下的时间百分比。
% system：CPU 处在系统模式下的时间百分比。
% iowait：CPU 等待输入输出完成时间的百分比。
% steal：管理程序维护另一个虚拟处理器时，虚拟 CPU 的无意识等待时间百分比。
% idle：CPU 空闲时间百分比。
备注： 如果 % iowait 的值过高，表示硬盘存在 I/O 瓶颈，% idle 值高，表示 CPU 较空闲，如果 % idle 值高但系统响应慢时，有可能是 CPU 等待分配内存，此时应加大内存容量。% idle 值如果持续低于 10，那么系统的 CPU 处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是 CPU。
disk属性值说明：
rrqm/s: 每秒进行 merge 的读操作数目。即 rmerge/s
wrqm/s: 每秒进行 merge 的写操作数目。即 wmerge/s
r/s: 每秒完成的读 I/O 设备次数。即 rio/s
w/s: 每秒完成的写 I/O 设备次数。即 wio/s
rsec/s: 每秒读扇区数。即 rsect/s
wsec/s: 每秒写扇区数。即 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)。
avgqu-sz: 平均 I/O 队列长度。
await: 平均每次设备 I/O 操作的等待时间 (毫秒)。
svctm: 平均每次设备 I/O 操作的服务时间 (毫秒)。
% util: 一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作，即被 io 消耗的 cpu 百分比
备注： 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。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，io 响应太慢，则需要进行必要优化。如果 avgqu-sz 比较大，也表示有当量 io 在等待。

例二 ：定时显示所有信息

# 每隔 2 秒刷新显示，且显示 3 次

$ iostat 2 3

例三 ：显示指定磁盘信息

$ iostat -d sda1

例四 ：显示 tty 和 Cpu 信息

$ iostat -t

例五 ：以 M 为单位显示所有信息

$ iostat -m

例六 ：查看 TPS 和吞吐量信息

$ iostat -d -k 1 1

说明：
tps：该设备每秒的传输次数（Indicate the number of transfers per second that were issued to the device.）。“一次传输” 意思是 “一次 I/O 请求”。多个逻辑请求可能会被合并为 “一次 I/O 请求”。“一次传输” 请求的大小是未知的。
kB_read/s：每秒从设备（drive expressed）读取的数据量；
kB_wrtn/s：每秒向设备（drive expressed）写入的数据量；
kB_read：读取的总数据量；kB_wrtn：写入的总数量数据量；
这些单位都为 Kilobytes。
上面的例子中，我们可以看到磁盘 sda 以及它的各个分区的统计数据，当时统计的磁盘总 TPS 是 22.73，下面是各个分区的 TPS。（因为是瞬间值，所以总 TPS 并不严格等于各个分区 TPS 的总和）

例七 ：查看设备使用率（% util）、响应时间（await）

$ iostat -d -x -k 1 1

说明：
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.(需要计算)
wkB/s： 每秒写 K 字节数。是 wsect/s 的一半.(需要计算)
avgrq-sz：平均每次设备 I/O 操作的数据大小 (扇区).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。
idle 小于 70% IO 压力就较大了，一般读取速度有较多的 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)。
另外 await 的参数也要多和 svctm 来参考。差的过高就一定有 IO 的问题。
avgqu-sz 也是个做 IO 调优时需要注意的地方，这个就是直接每次操作的数据的大小，如果次数多，但数据拿的小的话，其实 IO 也会很小。如果数据拿的大，才 IO 的数据会高。也可以通过 avgqu-sz × (r/s or w/s) = rsec/s or wsec/s。也就是讲，读定速度是这个来决定的。
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。
形象的比喻：
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
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。

例八 ：查看 cpu 状态

$ iostat -c 1 3