系统性能检测--磁盘io


先罗列一些工作中用得比较多的系统检测工具吧，top、ps、iostat、vmstat、free (-m)、tcpdump...

1.磁盘io相对于内存读写是巨慢无比的，数据库操作也是，所以在一些io密集的程序里面可以用内存映射、memcached来进行优化

2.就个人理解来描述一下磁盘访问

    cpu访问文件数据时，先在cpu cache和memory查找，没找到就通知io子系统去磁盘加载（数据以内存内的形式加载，一个内存页一般是4kb）（MPF，major page fault）

    如果在内存（写缓存buffer,读缓存cached）中可以找到就不用有磁盘操作了（MnPF,minor page fault）

    后者速度快多了，所以在频繁的io操作后内存中有很多空间用于缓存磁盘数据，这时候如果看到free的空间不足并不表示机器真的内存不足，当有内存需求时内核会释放这些用于磁盘缓存的内存空间，下图中cached就是缓存所占的空间，内存实际剩余是free+buffers+cached = 117+10+508。但是如果Swap used很多就表示系统内存真的很紧张，使用交换分区的速度很慢，因为它是保存在磁盘上的。

  1. www.bkjia.com@bkjia:~$ free -m  
  2.              total       used       free     shared    buffers     cached  
  3. Mem:          1889       1771        117          0         10        508  
  4. -/+ buffers/cache:       1252        636  
  5. Swap:         4766        282       4484  

3.内存页类型：

     read page:只读，包括库文件之类的

     dirty page(write page):写过需要同步到磁盘的数据，我想在fprintf之后紧接着调用fflush()之类的函数应该可以从这里写回磁盘

     anonymous page:跟磁盘文件无关，归某些进程所有，内存不足时这些数据可能掉入Swap

4.计算IOPS（每秒响应的磁盘io次数）：

   假如磁盘的RPM是10000（RPM，Revolutions Per Minute，每分钟旋转圈数）

   则，磁盘的RD（Rotational Delay,旋转半圈的毫秒数）是(1/(10000/(60*1000)))/2=3

           加上磁头的DS（Disk Seek,磁头寻道的毫秒数）平均是3MS

          加上2MS延迟

    最终的IOPS是8ms，内核每次的io请求磁盘需要8ms来完成，就是10000RPM的磁盘每秒可以提供大约125次IOPS

    根据

5.实际io情况要根据程序来考量，邮件服io数据小而请求频繁，属于Random IO，流媒体服务io数据大而请求频度低，属于Sequential IO

   前者对iops要求比较高，后者对读写大量数据能力（KB per request, (rkB/s)/(r/s)或者(wkB/s)/(w/s)）要求比较高

   当用top或者iostat查看发现iowait比较高时说明有io瓶颈

  1. www.bkjia.com@bkjia:~$ iostat -kdx 2  
  2. Linux 3.0.0-14-generic (HP)     2012年01月08日     _x86_64_    (4 CPU)  
  3.   
  4. Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util  
  5. sda               0.60     2.08    2.86    1.20    65.79    37.79    51.09     0.37   91.11   34.56  225.77  14.59   5.92  
  6.   
  7. Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util  
  8. sda               0.00     0.00    2.00    0.00    64.00     0.00    64.00     0.02    9.00    9.00    0.00   5.00   1.00  
  9.   
  10. Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util  
  11. sda               0.00     0.50    0.50    1.00     2.00     6.00    10.67     0.01    9.33    8.00   10.00   9.33   1.40  

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