Linux性能测试 iostat命令

Linux系统出现了性能问题，一般我们可以通过top、iostat、free、vmstat等命令 来查看初步定位问题。其中iostat可以给我们提供丰富的IO状态数据。
iostat 由 Red Hat Enterprise Linux AS 发布。同时 iostat 也是 Sysstat 的一部分，可以下载到，网址是 http://perso.wanadoo.fr/sebastien.godard/ 
执行 iostat 命令可以从系统启动之后的 CPU 平均时间，类似于 uptime。除此之外，iostat 还对创建一个服务器磁盘子系统的活动报告。该报告包含两部分：CPU 使用情况和磁盘使用 情况。

1. 基本使用
iostat [-c|-d] [-k] [-t] [间隔描述] [检测次数]
参 数：
-c : 仅显示cpu的状态
-d : 仅显示存储设备的状态，不可以和-c一起使用
-k : 默认显示的是读入读出的block信息，用-k可以改成KB大小来显示
-t  : 显示日期
-p device | ALL : device为某个设备或者某个分区，如果使用ALL，就表示要显示所有分区和设备的信息

显示示例：

avg-cpu:  %user   %nice    %sys %iowait   %idle
4.55    0.00    0.63    0.26   94.56

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
cciss/c0d0       30.11        68.20        67.13
cciss/c0d0p1      0.00         0.00         0.00
cciss/c0d0p2     83.78        68.18        67.11
dm-              1.06         0.60         4.07
dm-             82.50        67.42        62.23
dm-              0.21         0.18         0.83
dm-              0.00         0.00         0.00                

CPU 占用情况包括四块内容 
%user：显示user level (applications)时，CPU的占用情况。 
%nice：显示user level在 nice priority 时，CPU 的占用情况。 
%sys:  显示 system level (kernel)时，CPU 的占用情况。 
%idle: 显示CPU 空闲时间所占比例。

磁盘使用报告分成以下几个部分： 
Device: 块设备的名字 
tps: 该设备每秒 I/O 传输的次数。多个 I/O 请求可以组合为一个，每个 I/O 请求传输的字节数不同，因此可以将多个 I/O 请求合并为一个。 
Blk_read/s, Blk_wrtn/s: 表示从该设备每秒读写的数据块数量。块的大小可以不同，如1024, 2048 或 4048 字节，这取决于 partition 的大小。 
Blk_read, Blk_wrtn: 指示自从系统启动之后数据块读/写的合计数。也可以查看这几个文件/proc/stat，/proc/partitions，/proc/diskstats的内容。

2. -x 参数
使用-x参数我们可以获得更多统计信息。

iostat -d -x -k
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

rrqm/s：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。
rsec/s：每秒读取的扇区数；wsec/： 每秒写入的扇区数。r/s：The number of read requests that were issued to the device per second；w/s：The number of write requests that were issued to the device per second；
await：每一个IO请求的处理的平均时间（单位是微秒）。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。
%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（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）。

3. -c 参数
iostat还可以用来获取cpu部分状态值：

iostat -c
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

4. 常见用法
$iostat -d -k 1 10        #查看TPS和吞吐量信息
iostat -d -x -k 1 10      #查看设备使用率（%util）、响应时间（await）
iostat -c 1 10            #查看cpu状态

5. 实例分析

$$iostat -d -k  |grep sda10
Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda10            60.72        18.95        71.53
sda10           299.02      4266.67       129.41
sda10           483.84      4589.90      4117.17
sda10           218.00      3360.00       100.00
sda10           546.00      8784.00       124.00
sda10           827.00     13232.00       136.00              

上面看到，磁盘每秒传输次数平均约400；每秒磁盘读取约5MB，写入约1MB。

iostat -d -x -k
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

可以看到磁盘的平均响应时间<5ms，磁盘使用率>80。磁盘响应正常，但是已经很繁忙了。

如果想要对iostat检查多此，每次之间的间隔一定数量的秒数，这样就可以查看每几秒钟之内的io统计数 据，这对性能的测试才具有实际意义：

$> iostat -d
表示没量秒钟检查一次，一共检查三次
avg-cpu:  %user   %nice    %sys %iowait   %idle
4.55    0.00    0.63    0.26   94.56

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
cciss/c0d0       30.11        68.20        67.13
cciss/c0d0p1      0.00         0.00         0.00
cciss/c0d0p2     83.78        68.19        67.11
dm-              1.06         0.60         4.07
dm-             82.50        67.42        62.23
dm-              0.21         0.18         0.83
dm-              0.00         0.00         0.00                

avg-cpu:  %user   %nice    %sys %iowait   %idle
0.00    0.00    0.63    0.00   99.37

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
cciss/c0d0        1.02         0.00        63.27
cciss/c0d0p1      0.00         0.00         0.00
cciss/c0d0p2     15.82         0.00        63.27
dm-             15.82         0.00        63.27
dm-              0.00         0.00         0.00
dm-              0.00         0.00         0.00
dm-              0.00         0.00         0.00                    

avg-cpu:  %user   %nice    %sys %iowait   %idle
0.00    0.00    0.32    0.00   99.68

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
cciss/c0d0        3.06         0.00        26.53
cciss/c0d0p1      0.00         0.00         0.00
cciss/c0d0p2      6.63         0.00        26.53
dm-              0.00         0.00         0.00
dm-              6.63         0.00        26.53
dm-              0.00         0.00         0.00
dm-              0.00         0.00         0.00                    

其中每一次的统计都是上 一次的统计时间到这次的统计时间之间的统计数据