Linux使用iostat命令监控系统磁盘I/O性能和CPU使用情况_Linux

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。

iostat 提供两大类信息：

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/centos/fedora 上：

# rhel/centos (使用 yum 或 dnf)
sudo yum install sysstat
# 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。

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）。

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。

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）。

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。

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

看整体负载：先看 %iowait 和 tps/r/s/w/s，了解系统 i/o 压力。
看设备饱和度：查看 %util。如果持续 100%，说明该设备是瓶颈。
看响应时间：查看 await。如果 await 很高，用户体验会变差（操作卡顿）。
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。
综合分析：
- 如果 %util 接近 100%，且 await 很高，avgqu-sz 也很大，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。