在Linux系统中,监控和分析I/O（输入/输出）性能是系统管理和性能调优的重要环节，I/O性能问题可能导致系统响应缓慢、应用卡顿甚至服务中断，通过合适的命令，管理员可以实时或历史地查看磁盘、文件系统、进程等层级的I/O活动，从而定位瓶颈并进行优化，以下是常用的Linux查看I/O命令及其详细用法，涵盖从基础到高级的场景。
基础I/O监控命令
iostat - 查看CPU及设备I/O统计
iostat是sysstat包的一部分，用于报告CPU利用率及磁盘I/O统计信息，安装后可通过iostat [选项] [间隔] [次数]调用。
常用选项：
-x：显示扩展统计，包括await、svctm、util等关键指标。-d：仅显示磁盘统计信息。-k：以KB/s为单位显示传输速率（默认为块/秒）。-p [设备名]：指定特定磁盘（如iostat -x sda）。
示例输出：
avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
5.23 0.15 3.87 2.10 0.00 88.65
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
sda 12.3 8.7 45.6 32.1 512.3 256.7 12.34 0.45 5.23 2.10 5.67关键指标解释：
await：I/O请求平均等待时间（毫秒），过高可能表明磁盘瓶颈。%util：磁盘利用率，持续高于70%可能意味着磁盘成为瓶颈。svctm：平均服务时间，若与await差距大，说明队列等待严重。
vmstat - 虚拟内存与I/O统计
vmstat报告进程、内存、分页、块I/O等统计信息，其中bo（块输出）和bi（块输入）列可反映磁盘I/O情况。
示例：
vmstat 1
输出中bi和bo列表示每秒读取和写入的块数，若持续高位需关注磁盘负载。
dstat - 多资源统计工具
dstat是功能强大的通用统计工具，可通过插件监控I/O。
示例：
dstat -d --disk-util # 显示磁盘使用率和I/O
输出包括磁盘读写速率、利用率等，适合快速概览。
高级I/O分析工具
iotop - 实时进程级I/O监控
iotop类似top，但专注于实时显示每个进程的I/O读写速率。
安装与使用：
sudo apt install iotop # Debian/Ubuntu sudo iotop -o # 仅显示有I/O活动的进程
输出中DISK READ和DISK WRITE列可直观看到进程的I/O负载，适合定位高I/O进程。
pidstat - 进程级I/O统计
pidstat是sysstat包的一部分，可按进程查看I/O统计。
示例：
pidstat -d -p <PID> 1 # 监控特定进程的I/O
输出包括kB_rd/s（读取速率）、kB_wr/s（写入速率）等。
nmon - 系统性能监控器
nmon（Nigel's Monitor）是交互式工具，可同时监控CPU、内存、磁盘、网络等。
使用：
nmon
进入界面后按d查看磁盘I/O，按c查看CPU，适合综合分析。
ioping - 类似ping的磁盘延迟测试
ioping用于测试磁盘延迟，类似网络ping的原理。
安装与使用：
sudo apt install ioping ioping -c 4 / # 测试根分区延迟
输出显示平均延迟、最小/最大延迟，适合快速评估磁盘响应速度。
文件系统与磁盘健康检查
df - 文件系统磁盘使用情况
df报告文件系统的磁盘空间使用情况，-h选项以人类可读格式显示。
示例：
df -h
输出包括已用空间、可用空间、挂载点，若某个分区使用率接近100%，可能导致I/O性能下降。
du - 目录磁盘使用量
du用于统计目录或文件的磁盘占用，-sh选项显示总大小。
示例：
du -sh /var/log
smartctl - 磁盘健康监控
smartctl来自smartmontools包，用于监控SATA/SCSI磁盘的健康状态。
示例：
sudo smartctl -a /dev/sda # 显示磁盘详细信息
关注Reallocated_Sector_Ct（重定位扇区数）等指标，数值异常可能预示磁盘故障。
I/O性能调优建议
- 优化磁盘调度算法：通过
echo noop | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler调整调度器（noop、deadline、mq-deadline）。 - 文件系统选择：对高并发场景考虑
XFS或ext4，禁用atime（noatime挂载选项）。 - RAID配置：使用RAID 0提升性能（无冗余）或RAID 1/10兼顾性能与安全。
- 分散I/O负载：将高I/O应用数据分散到不同物理磁盘。
相关问答FAQs
Q1: 如何判断磁盘I/O是否成为系统瓶颈？
A1: 通过以下指标综合判断：
iostat -x中%util持续高于70%；await值远高于磁盘平均寻道时间（如机械硬盘>10ms，SSD<2ms）；vmstat中bo/bi列长期处于高位，且系统wa（I/O等待）占比高。
若满足以上条件，可考虑升级磁盘、优化应用或调整调度策略。
Q2: 如何定位高I/O消耗的进程？
A2: 可通过以下步骤定位：
- 使用
iotop -o实时查看进程I/O； - 使用
pidstat -d按PID筛选可疑进程； - 若为数据库等应用,检查慢查询或未优化的SQL；
- 通过
strace -p <PID> -e trace=write跟踪系统调用，确认具体I/O操作。
必要时使用ionice调整进程I/O优先级（如sudo ionice -c 3 -p <PID>降低优先级）。
