基本概念

I/O表示输入（Input）/输出（Output），输入指系统接收信号或数据的操作，输出指从系统发出信号或数据的操作。对于CPU 和主存储器的组合，任何信息传入或传出 CPU/内存组合，就会被认为是 I/O。

常用I/O性能分析工具

• iostat

该命令会每秒钟显示一次IO统计信息，包括每个磁盘的读写速度、队列长度、响应时间等等。如果发现某个磁盘的队列长度过长或响应时间过高，就可能存在IO性能问题。

1#  iostat -x 1

• sar
  可用于查看系统磁盘的读写性能，支持统计磁盘 I/O 吞吐量、读写次数、等待时间等指标，并可按时间周期进行性能趋势分析。
  例如：显示系统所有硬盘设备在采样时间内的使用状态，每3秒统计一次，统计5次

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  1#  sar -d 3 5

  

  在命令的输出信息中，各字段所代表的含义如下：

  • tps: 每秒向物理设备发出的传输总数。
  • rKB/s: 每秒从设备读取的KB数。
  • wKB/s: 每秒写入设备的KB数。
  • dKB/s: 设备每秒丢弃的KB数。
  • areq-sz:: 向设备发出的I/O请求的平均大小（KB）。
  • aqu-sz: 向设备发出的请求的平均队列长度。
  • await: 向要服务的设备发出的I/O请求的平均时间。
  • %util: 向设备发出I/O请求的已用时间百分比（设备的带宽利用率）。

• vmstat
  使用 vmstat 进行系统运行状态监测，报告磁盘相关统计信息，包括 I/O 等待、块设备读写活动情况。

  
  在命令的输出信息中，各字段所代表的含义如下：

  • reads

    • total：已成功完成的读取总数。
    • merged：分组读取（导致一次I/O）。
    • sectors：扇区读取成功。
    • ms：读取花费的毫秒数。

  • writes

    • total：已成功完成的写入总数。
    • merged：分组写入（导致一次I/O）。
    • sectors：写入成功的扇区。
    • ms：写入所花费的毫秒数。

  • IO

    • cur：正在进行的 I/O 数。
    • sec：I/O 所花费的秒数。
• iotop

使用iotop工具来查看系统中各个进程的IO使用情况。iotop工具可以实时显示进程的IO使用情况，包括每个进程的读写速度、IOPS、带宽、延迟等等。常用命令如下：

1#  iotop -o

该命令会按照IO使用量的大小排序并实时显示各个进程的IO使用情况。可以查看哪些进程在进行大量的读写操作，以及它们的IO使用情况是否合理。

• strace

1#  strace -f -e trace=file <command>

该命令会跟踪指定命令的文件IO操作，并输出调用过程中的详细信息。可以查看哪些文件被访问、访问的方式、访问的结果等等，以帮助定位IO问题。

• perf

使用perf工具可以进行更深入的IO性能分析，包括跟踪系统调用和函数调用。例如：

1#  perf record -e 'syscalls:sys_enter_*' -a -- sleep 10
2#  perf report

该命令会跟踪所有系统调用的进入过程，并记录10秒钟的调用栈信息。可以使用perf report命令来分析调用栈，查看哪些函数和系统调用占用了较多的CPU时间，以及是否存在IO性能问题。