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Linux性能监控的工具集和分析命令工具详解

 更新时间：2025年12月18日 14:24:07   作者：Yweir  
本文主要介绍了磁盘IO性能指标,包括IOPS、吞吐量/带宽、访问时延、使用率和饱和度等,并详细介绍了iostat和iotop这两个常用的性能监控工具的使用方法和参数

常见磁盘IO性能指标

磁盘读写常见指标

IOPS（Input/Output Operations per Second）

  • 指每秒能处理的I/O个数，表示块存储处理读写（输出/输入）的能力，单位为次，有顺序IOPS和随机IOPS
  • 比如100次/秒，那iops就是100次/秒，例如数据库类应用等典型场景重点提升这个指标，下面是阿里云盘性能

吞吐量/带宽（Throughput）

  • 是指单位时间内可以成功传输的数据数量，单位为MB/s
  • 如 一个硬盘的读写 IO 是 1MB，硬盘的 IOPS 是 100，那么硬盘总的吞吐率就是 100MB/s

带宽 = IOPS * IO大小

访问时延（Latency）

  • 是指IO请求从发出到收到响应的间隔时间，常以毫秒ms或者微妙us为单位
  • 硬盘响应时间 = 硬盘访问时间 + IO排队延迟，过高的时延会导致应用性能下降或报错
  • 普通的HDD磁盘，随机IO读写延迟是10毫秒，IO带宽大约100MB/秒，随机IOPS一般在100左右

使用率 Utilization

  • 指磁盘处理 I/O 的时间百分比，过高的使用率 ，常规字段 Utilization-缩写%util 表示
  • 如超过 80%意味着磁盘 I/O 存在性能瓶颈
  • I/O 等待队列长度 Queue Length

表示等待处理的 I/O 请求的数目，如果 I/O 请求压力持续超出磁盘处理能力，就会增大队列长度

饱和度

  • 磁盘处理 I/O 的繁忙程度，过高的饱和度说明磁盘存在严重的性能瓶颈
  • 当饱和度为 100% 时，磁盘无法接受新的 I/O 请求
  • 注意：使用率和饱和度是完全不同的

使用率只考虑有没有IO，不考虑IO的大小；当使用率是100%时，磁盘也可能接收新的IO请求

sysstat提供了Linux性能监控的工具集

【全局命令】 iostat

- 查看系统综合的磁盘IO情况
- iostat [参数] [时间] [次数]    ` iostat -p ALL -h`
- 参数说明
参数说明
-c仅显示CPU状态统计信息
-d仅显示磁盘统计信息
-k 或 -m以Kb 或 Mb为单位显示，常用 -h 可读性高
-p指定显示IO的设备，ALL表示显示所有
-x显示详细信息

显示信息，iostat不能直接得到磁盘饱和度

字段说明
【重要】r/s每秒发送给磁盘的读请求次数 ， r/s+ w/s 是磁盘 IOPS
【重要】w/s每秒发送给磁盘的写请求次数，r/s+ w/s 是磁盘 IOPS
【重要】rkB/s每秒从磁盘读取的数据量，rkB/s+wkB/s 是吞吐量
【重要】wkB/s每秒向磁盘写入的数据量，rkB/s+wkB/s 是吞吐量
【重要】r_await读请求处理完成等待时间，包括在队列中的等待时间和设备实际处理时间
r_await+w_await ，是RT响应时间
【重要】w_await写请求处理完成等待时间，包括在队列中的等待时间和设备实际处理时间
r_await+w_await ，是RT响应时间
【重要】aqu-sz平均请求队列长度
rareq-sz平均读请求大小
wareq-sz平均写请求大小
【重要】%util磁盘处理I/O的时间百分比，表示的是磁盘的忙碌情况；如果>80% 就是磁盘可能处于忙碌状态
一秒中有百分之多少的时间用于I/O操作，或者说一秒中有多少时间I/O队列是非空的

多核CPU监控的核心工具mpstat

参数说明示例
-P {cpu | ALL}指定要监控的CPU核心 cpu：CPU编号（从0开始） ALL：所有CPU核心mpstat -P 0 监控0号核心 mpstat -P ALL 监控所有核心
间隔时间数据采集间隔（秒）mpstat 2 每2秒刷新一次
次数采集次数，不指定则持续运行mpstat 2 5 每2秒采集，共5次
-u显示CPU利用率（默认参数，通常省略）mpstat -u 1

字段说明
CPUCPU核心编号（all表示所有核心平均值）
%usr用户态CPU时间（运行应用程序代码）
%nice低优先级（nice值>0）用户进程CPU时间
%sys内核态CPU时间（系统调用、内核线程）
%iowaitCPU等待I/O完成的时间（重要！>5%需关注）
%irq硬件中断处理时间
%soft软中断处理时间（网络包处理、调度等）
%steal虚拟化环境中被宿主机抢占的时间（>10%表示虚拟机竞争激烈）
%guest运行虚拟CPU的时间（虚拟机客户机）
%gnice低优先级虚拟CPU时间
%idleCPU空闲时间（等待任务）

进程级资源监控pidstat

  • 语法与参数
pidstat [选项] [间隔时间] [次数]
类别参数说明关键指标
CPU监控-u进程CPU使用率（默认选项）%usr, %system, %CPU
内存监控-r页错误与内存使用minflt/s, majflt/s, VSZ, RSS, %MEM
I/O监控-d磁盘I/O统计kB_rd/s, kB_wr/s, kB_ccwr/s
上下文切换-w进程上下文切换cswch/s, nvcswch/s
进程筛选-p <PID>监控指定进程可指定多个PID，逗号分隔
-p ALL监控所有进程
线程监控-t显示线程详细信息TGID（线程组ID）, TID（线程ID）
命令显示-l显示完整命令行便于识别进程
输出格式-h水平输出（无换行）便于脚本处理
间隔控制间隔采样间隔（秒）如 1 表示1秒
次数采样次数如 5 表示采样5次后退出

监控所有进程的CPU使用率，每2秒刷新

字段说明
%usr进程在用户态的CPU使用率（运行应用程序代码）
%system进程在内核态的CPU使用率（执行系统调用）
%guest进程在虚拟机中运行的CPU使用率
%wait进程等待运行的时间百分比（Linux 2.6.26+）
%CPU进程总的CPU使用率 = %usr + %system + %guest
CPU进程最后运行的CPU核心编号

磁盘IO常见指标和分析命令工具介绍

局部命令iotop

  • 查看当前系统的各个进程 使用磁盘IO的情况
  • 安装 yum install -y iotop
  • iotop -o -d 3 每3秒刷新下各个进程磁盘IO情况

参数

参数说明
-o只显示正在读写磁盘的程序
-d跟一个数值，表示iotop命令刷新的时间

字段说明
Total DISK READ从磁盘中读取的总速率
Total DISK WRITE往磁盘里写入的总速率
Actual DISK READ从磁盘中读取的实际速率
Actual DISK WRITE往磁盘里写入的实际速率
TID线程ID，按 p 可以转换成进程ID
PRIO优先级
USER线程所有者
DISK READ进程从磁盘中读取的速率
DISK WRITE进程往磁盘里写入的速率
SWAPIN进程swap交换百分比
IO>IO等待所占用的百分比
COMMAND具体的进程命令

总结

  • 【全局】iostat是系统级别的IO监控
  • 【局部】iotop是进程级别IO监控

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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