性能测试，监控磁盘读写iostat

性能测试，监控磁盘读写iostat

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的语法如下：

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

　　其中，-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；-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。

1、性能测试过程中用到的命令

命令：iostat -d -x -k 1

-d：仅显示磁盘统计信息，与-c选项互斥

-x：显示更详细的磁盘报告信息，默认只显示六列，加上该参数后会显示更详细的信息（该参数仅在linux内核版本2.4以后数据才是准确的）

-k：以 kb 为单位显示，默认情况下，iostat的输出是以block作为计量单位，加上这个参数可以以kb作为计量单位显示。（该参数仅在linux内核版本2.4以后数据才是准确的）

1 ：数据显示每隔1秒刷新一次。

2、监控结果

100线程，循环执行300s(5分钟)，对数据库进行更新操作的IO监控

上面图说明：

磁盘：dba
1、wkB/s的值为2088，表示每秒写入2088KB
2、await的值为1.2，svctm的值0.47，await的值>svctm的值,则表示I/O队列有等待。
如果svctm的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，如果await的值远高于svctm的值，则表示I/O队列等待太长，系统上运行的应用程序将变慢。 
3、a_wait的值为1.2，表示每个写操平均所需要的时间1.2ms
磁盘：dbb
1、w/s的值为16541，表示每秒向该设备发出的写请求数为16541.
2、wkB/s的值为223312KB/s,表示每秒写入223312KB
3、avgqu-sz为0.89，表示平均队列长度为0.89[队列里的平均I/O请求数量，更恰当的理解应该是平均未完成的I/O请求数量。]
4、%util为50.9%

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。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。

3、结果参数说明

参考：Linux高阶—磁盘性能分析iostat

如何通过以上指标数据判断磁盘有没有瓶颈呢？

查看await值，响应时间是不是长期响应慢，如果是那肯定有问题；
查看svctm的值与await很接近，说明IO任务提交之后，IO立即响应了，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，反之则有问题；
查看aqu-sz队列值，越小越好，反之差值越大，队列越大，说明有问题；

参考说明：http://www.xaprb.com/blog/2010/09/06/beware-of-svctm-in-linuxs-iostat/

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

rrqm/s：每秒合并读操作的次数，如果两个读操作读取相邻的数据块时，可以被合并成一个，以提高效率。合并的操作通常是I/O scheduler（也叫elevator）负责的。每秒这个设备相关的读取请求有多少被Merge了（当系统调用需要读取数据的时候，VFS将请求发到各个FS，如果FS发现不同的读取请求读取的是相同Block的数据，FS会将这个请求合并Merge）；
wrqm/s：每秒这个设备相关的写入请求有多少被Merge了。
r/s 每秒向该设备发出的读请求数 
w/s 同样,它是每秒向该设备发出的写请求数
rsec/s：每秒读取的扇区数；
wsec/s：每秒写入的扇区数。
rKB/s：每秒读取的字节数（KB）
wKB/s：每秒写入的字节数（KB）
avgrq-sz：平均请求扇区的大小
avgqu-sz：是平均请求队列的长度。毫无疑问，队列越短越好。
这里使用超市购物来比较iostat的输出。当我们在超市结账时，通常会有很多人排队。排队长度在一定程度上反应了收银台的繁忙程度。那么这个变量就反映在avgqu-sz的输出上，值越大，排队等待处理的io越多。    
await：await是单个I/O所消耗的时间，包括硬盘设备处理I/O的时间和I/O请求在kernel队列中等待的时间：
await = IO 平均处理时间 + IO在队列的平均等待时间
每一个IO请求的处理的平均时间（单位是毫秒）。这里可以理解为IO的响应时间，一般地系统IO响应时间应该低于5ms，如果大于10ms就比较大了。这个时间包括了队列时间和服务时间，也就是说，一般情况下，await大于svctm，它们的差值越小，则说明队列时间越短，反之差值越大，队列时间越长，说明系统出了问题。
r_await：每个读操作平均所需要的时间，包括硬盘设备读操作的时间，也包括在内核队列中的时间。（单位ms）
w_wait：每个写操平均所需要的时间，包括硬盘设备写操作的时间，也包括在队列中等待的时间。（单位ms）
svctm：表示平均每次设备I/O操作的服务时间（以毫秒为单位）。
如果svctm的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，如果await的值远高于svctm的值，则表示I/O队列等待太长，系统上运行的应用程序将变慢。
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，md调整内核elevator算法，优化应用，或者升级CPU。
%util： 在统计时间内所有处理IO时间，除以总共统计时间。
例如，如果统计间隔1秒，该设备有0.8秒在处理IO，而0.2秒闲置，那么该设备的%util = 0.8/1 = 80%，所以该参数暗示了设备的繁忙程度
。一般地，如果该参数是100%表示设备已经接近满负荷运行了
(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。)
(当然如果是多磁盘，即使%util是100%，因为磁盘的并发能力，所以磁盘使用未必就到了瓶颈.)

其他参考：

一、重点关注参数

1、iowait% 表示CPU等待IO时间占整个CPU周期的百分比，如果iowait值超过50%，或者明显大于%system、%user以及%idle，表示IO可能存在问题。

2、avgqu-sz 表示磁盘IO队列长度，即IO等待个数。

3、await 表示每次IO请求等待时间，包括等待时间和处理时间

4、svctm 表示每次IO请求处理的时间

5、%util 表示磁盘忙碌情况，一般该值超过80%表示该磁盘可能处于繁忙状态。

二、另外还可以参考
一般:
svctm < 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: 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。

三、使用iostat -xz 1还是使用sar -d 1，对于磁盘重要的参数是：

avgqu-sz: 发送给设备I/O请求的等待队列平均长度，对于单个磁盘如果值>1表明设备饱和，对于多个磁盘阵列的逻辑磁盘情况除外；

await(r_await、w_await): 平均每次设备I/O请求操作的等待时间(ms)，包含请求排列在队列中和被服务的时间之和；

svctm: 发送给设备I/O请求的平均服务时间(ms)，如果svctm与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，否则磁盘队列等待时间较长，磁盘响应较差；

%util: 设备的使用率，表明每秒中用于I/O工作时间的占比，单个磁盘当%util>60%的时候性能就会下降(体现在await也会增加)，当接近100%时候就设备饱和了，但对于有多个磁盘阵列的逻辑磁盘情况除外；

四、其他说明：
svctm参数代表平均每次设备I/O操作的服务时间 (毫秒)，反应了磁盘的负载情况，如果该项大于15ms（或者20ms），并且util%接近100%，那就说明，磁盘现在是整个系统性能的瓶颈了。

await 参数代表平均每次设备I/O操作的等待时间 (毫秒)，也要多和 svctm 来参考。差的过高就一定有 IO 的问题。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。
await值的大小一般取决与svctm的值和I/O队列长度以及I/O请求模式，如果svctm的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，如果await的值远高于svctm的值，则表示I/O队列等待太长，系统上运行的应用程序将变慢，此时可以通过更换更快的硬盘来解决问题。

正常情况下svctm应该是小于await值的，而svctm的大小和磁盘性能有关，CPU、内存的负荷也会对svctm值造成影响，过多的请求也会间接的导致svctm值的增加。

%util项的值也是衡量磁盘I/O的一个重要指标，如果%util接近100%，表示磁盘产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷的在工作，该磁盘可能存在瓶颈。长期下去，势必影响系统的性能。参考：深入理解iostat命令，哪些指标比较重要？

4、其他输入参数说明：

参数详解
-c： 仅显示CPU统计信息，与-d选项互斥
-d：仅显示磁盘统计信息，与-c选项互斥
-h：使用NFS（Network File System网络文件系统）的输出报告，更加友好可读。需要使用-n参数开启NFS。
-k：以 kb 为单位显示，默认情况下，iostat的输出是以block作为计量单位，加上这个参数可以以kb作为计量单位显示。（该参数仅在linux内核版本2.4以后数据才是准确的）
-m：以 mb 为单位显示（该参数仅在linux内核版本2.4以后数据才是准确的）
-N：显示磁盘阵列(LVM) 信息。
-V：显示版本信息
-x：显示更详细的磁盘报告信息，默认只显示六列，加上该参数后会显示更详细的信息（该参数仅在linux内核版本2.4以后数据才是准确的）
-n：显示NFS（Network File System网络文件系统） 使用情况（该参数仅在linux内核版本2.6.17以后有效）
-t：输出报告时显示系统时间
-p：[ { device [,…] | ALL } ] 显示磁盘分区的相关统计信息（默认粒度只到磁盘，没有显示具体的逻辑分区）
-y：跳过不显示第一次报告的数据，因为iostat使用的是采样统计，所以iostat的第一次输出的数据是自系统启动以来的累计的数据
-y 这个参数非常重要，因为第一次数据不属于正常数据，所以如果做数据统计时，计入了统计，会影响最终数据结果

-z：只显示在采样周期内有活动的磁盘
-j：{ ID | LABEL | PATH | UUID | … } 磁盘列表的Device列要用什么维度来描述磁盘

示例

1. 每隔 1秒刷新显示，显示3次
   iostat 1 3
2. 每隔 2秒刷新显示详细信息，显示3次
   iostat -x 2 3
3. 每隔 1秒刷新，显示CPU统计信息3次
   iostat -c 1 3
4. 每隔 1秒刷新显示详细信息，显示3次，去除第1次
   iostat -x -y 1 3

参考：iostat 命令详解

Linux 中iostat 命令详解(重要)，分析可看。

Linux iostate命令实战

https://blog.csdn.net/m369880395/article/details/127789732

磁盘性能指标—IOPS、吞吐量及测试_最大iops