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Linux 磁盘 I/O 性能监控与调优

冷漠man

冷漠man

发布时间:2026-02-14 21:49:03

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来源于php中文网

原创

iostat -x 1 才能看清真实 i/o 压力,%util 接近 100% 不代表磁盘堵死,需关注 await、avgqu-sz 及 r_await/w_await;iotop -a 可显示内核线程 i/o;调优前先用 strace 定位系统调用根源。

linux 磁盘 i/o 性能监控与调优

iostat 看清真实 I/O 压力,别只盯着 %util

很多人看到 %util 接近 100% 就以为磁盘堵死了,其实它只是设备忙时间占比,不反映请求排队长度或响应延迟。真正卡顿往往发生在 await(平均等待毫秒数)飙升、avgqu-sz(平均队列深度)持续大于 1 的时候。

  • iostat -x 1 是必须加的参数,不带 -x 看不到扩展指标
  • 重点关注 r_await/w_await,超过 10ms 就值得查,SSD 超过 20ms、HDD 超过 50ms 通常已异常
  • svctm 在 2.6.33+ 内核已被弃用,显示为 0 或不准,别信它
  • 如果 avgqu-sz 长期 > 队列深度(cat /sys/block/sda/queue/nr_requests 默认 128),说明内核 I/O 调度器在积压请求

iotop 定位具体进程,但默认看不到内核线程 I/O

iotop 默认过滤掉内核线程(如 kswapdkhugepaged),而它们可能正在疯狂刷脏页或做透明大页回收,导致 I/O 暴涨却找不到“罪魁祸首”。

《高性能Linux服务器构建实战-运维监控、性能调优与集群应用》
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  • 启动时加 -a 参数:iotop -a,才能显示所有线程,包括内核线程
  • P 切换到“累计 I/O”视图,更容易发现长期吃 I/O 的后台任务
  • 注意区分 IO>0IO=0 进程——后者可能是阻塞在 I/O 完成上,而非发起 I/O
  • 如果看到 kswapd0ksmd 占高,大概率是内存不足触发了交换或内存压缩,本质是内存问题,不是磁盘问题

调整 I/O 调度器前,先确认设备类型和负载模式

盲目把 cfq(旧版)或 mq-deadline 换成 none(即 kyberbfq)不一定更快,反而可能让随机小 IO 延迟翻倍。

  • NVMe 设备建议用 none(绕过调度器),但要确认内核 >= 5.0;老内核用 kyber
  • SATA SSD 用 mq-deadline 更稳,bfq 在高并发小 IO 场景下延迟更可控,但吞吐略低
  • HDD 必须用 mq-deadlinebfqnone 会让寻道完全无序,性能断崖下跌
  • 改调度器:写入 echo kyber > /sys/block/nvme0n1/queue/scheduler,重启不保留,需写入 /etc/default/grubGRUB_CMDLINE_LINUXnvme_core.default_ps_max_latency_us=0 等配套参数

vm.dirty_ratiovm.dirty_background_ratio 是写缓存关键开关

这两个值控制内核何时开始异步刷脏页(background)和何时强制同步阻塞写(ratio)。设太高会导致突发写入时系统卡死,太低又浪费 I/O 吞吐。

  • 默认 dirty_ratio=20(占内存 20%),对 64G 内存机器就是 12.8G 脏页才阻塞,非常危险
  • 生产环境建议调低:vm.dirty_background_ratio=5vm.dirty_ratio=10,配合 vm.dirty_expire_centisecs=3000(30 秒过期)
  • 修改后立即生效:sysctl -w vm.dirty_background_ratio=5,但要写入 /etc/sysctl.conf 避免重启失效
  • 注意:容器环境里这些是 host 全局参数,不是 per-container,Kubernetes Pod 无法单独隔离
实际调优永远从观测开始,而不是从改参数开始。最常被忽略的是——I/O 高未必是磁盘慢,可能是应用反复打开小文件、日志同步刷盘、或数据库没开 write-back 缓存。先用 strace -e trace=write,fsync,openat -p $PID 抓一把系统调用,比调 scheduler 管用十倍。

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