磁盤 I/O 觀察

首先要觀察的是每個(gè)磁盤的使用情況。iostat 是最常用的磁盤 I/O 性能觀察工具。它提供了各種常用性能指標(biāo)，例如每個(gè)磁盤的利用率、IOPS 和吞吐量。當(dāng)然，這些指標(biāo)實(shí)際上來自 /proc/diskstats。

以下是 iostat 的輸出示例：

#-d-xmeansdisplayalldiskI/Operformance
$iostat-d-x1
Devicer/sw/srkB/swkB/srrqm/swrqm/s%rrqm%wrqmr_awaitw_awaitaqu-szrareq-szwareq-szsvctm%util
loop00.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
loop10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
sda0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
sdb0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00

在上述指標(biāo)中，您需要注意的是：

• %util 是我們前面提到的磁盤 I/O 使用情況

• r/s 和 w/s 是 IOPS

• rkB/s 和 wkB/s 是吞吐量

• r_await 和 w_await 是響應(yīng)時(shí)間

您可能已經(jīng)注意到 iostat 不能直接獲取磁盤的飽和度。事實(shí)上，通常沒有什么簡單的方法可以測量飽和度。但是，您可以將觀察到的平均請求隊(duì)列長度或完成讀寫請求的等待時(shí)間與基準(zhǔn)測試（例如通過 fio）的結(jié)果進(jìn)行比較，以綜合評估磁盤飽和度。

進(jìn)程 I/O 觀察

除了每個(gè)磁盤的 I/O 情況，每個(gè)進(jìn)程的 I/O 情況也是大家關(guān)注的重點(diǎn)。

上面提到的 iostat 只提供了觀察磁盤的整體 I/O 性能數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是無法知道哪些進(jìn)程正在讀寫磁盤。要觀察進(jìn)程的 I/O，還可以使用 pidstat 和 iotop 工具。

例如，要使用 pidstat

$pidstat-d1
1351UIDPIDkB_rd/skB_wr/skB_ccwr/siodelayCommand
13521029160.004.000.000rsyslogd

從 pidstat 的輸出可以看出，它可以實(shí)時(shí)查看每個(gè)進(jìn)程的 I/O 情況，這包括以下內(nèi)容：

• 用戶 ID (UID) 和進(jìn)程 ID (PID)。

• 每秒讀取的數(shù)據(jù)大小 (kB_rd/s)，以 KB 為單位。

• 每秒發(fā)出的寫請求數(shù)據(jù)的大?。?code style="font-size:14px;padding:2px 4px;margin-right:2px;margin-left:2px;color:rgb(30,107,184);background-color:rgba(27,31,35,.05);font-family:'Operator Mono', Consolas, Monaco, Menlo, monospace;">kB_wr/s），單位為KB。

• 每秒取消寫入請求的數(shù)據(jù)大小 (kB_ccwr/s)，以 KB 為單位。

• 塊 I/O 延遲 (iodelay)，包括等待同步塊（synchronized block）I/O 和換入塊（swap-in block）I/O 完成的時(shí)間，以時(shí)鐘周期為單位。

除了使用 pidstat 實(shí)時(shí)查看進(jìn)程磁盤 I/O 外，還有一個(gè)磁盤性能分析的常用方法是根據(jù) I/O 大小對進(jìn)程進(jìn)行排序。為此，我推薦 iotop 工具。它是一個(gè)類似于 top 的工具，您可以按 I/O 大小對進(jìn)程進(jìn)行排序，并找到具有更大 I/O 的進(jìn)程。

$iotop
TotalDISKREAD:0.00B/s|TotalDISKWRITE:7.85K/s
ActualDISKREAD:0.00B/s|ActualDISKWRITE:0.00B/s
TIDPRIOUSERDISKREADDISKWRITESWAPINIO>COMMAND
15055be/3root0.00B/s7.85K/s0.00%0.00%systemd-journald

從該輸出可以看到，前兩行分別代表進(jìn)程的磁盤讀寫總大小和磁盤的實(shí)際讀寫總大小。由于緩存、緩沖區(qū)、I/O 合并等因素，它們可能不相等。

剩下的部分從各個(gè)角度代表了進(jìn)程的 I/O 情況，包括 線程 ID、I/O 優(yōu)先級、每秒磁盤讀取大小、每秒磁盤寫入大小、換入百分比和等待 I/O 時(shí)鐘百分比。

結(jié)論

在本文中，我介紹了 Linux 磁盤 I/O 的性能指標(biāo)和查看性能工具。我們通常使用 IOPS、吞吐量、利用率、飽和度和響應(yīng)時(shí)間等幾個(gè)指標(biāo)來評估磁盤的 I/O 性能。

可以使用 iostat 獲取磁盤的 I/O 情況，也可以使用 pidstat、iotop 等觀察進(jìn)程的 I/O 情況。但在分析這些性能指標(biāo)時(shí)，要注意結(jié)合讀寫比率、I/O 類型、I/O 大小等綜合分析。