Linux中如何查看磁盘IOPS？查看命令与方法有哪些？

在Linux系统中,IOPS（Input/Output Operations Per Second，每秒读写次数）是衡量存储设备性能的核心指标，直接反映磁盘处理读写请求的能力，无论是系统管理员还是开发人员，掌握IOPS的查看方法对于性能优化、故障排查都至关重要，本文将详细介绍Linux下查看IOPS的多种工具、命令及其实际应用场景，帮助读者全面掌握这一技能。

通过iostat查看IOPS

iostat是sysstat工具包的一部分，专为系统I/O性能监控设计，能够实时展示磁盘设备的读写请求数、带宽、等待时间等关键指标，是最常用的IOPS查看工具之一。

安装与基本使用

若系统中未安装sysstat，可通过包管理器安装（如CentOS：yum install sysstat；Ubuntu：apt install sysstat），安装后，执行iostat即可查看所有磁盘设备的默认统计信息（默认仅显示一次结果，不包含实时动态）：

iostat

实时监控IOPS

添加-d参数可仅显示磁盘统计信息，-x参数可查看扩展信息（更详细的I/O指标），-t参数显示时间戳，-c参数间隔秒数（如每秒更新一次）：

iostat -d -x -t 1

输出解读与IOPS计算

执行上述命令后,输出包含多列核心字段，其中与IOPS直接相关的有：

• r/s：每秒设备读请求数（读IOPS）；
• w/s：每秒设备写请求数（写IOPS）；
• r_await：读请求平均等待时间（ms）；
• w_await：写请求平均等待时间（ms）；
• svctm：平均请求服务时间（ms）；
• util：设备利用率（%），超过70%可能意味着I/O瓶颈。

IOPS的计算公式：总IOPS = r/s + w/s，若r/s=100、w/s=50，则总IOPS为150，表示设备每秒可处理150次读写请求。

通过sar查看IOPS

sar（System Activity Reporter）同样是sysstat工具包的一部分，擅长收集、记录和报告系统历史活动数据，适合长期监控IOPS趋势。

查看实时IOPS

使用sar -d命令可查看块设备的I/O统计信息，-p参数以设备名称显示（如sda），1表示每秒刷新一次：

sar -d -p 1

输出解读

sar的输出中,与IOPS相关的字段包括：

• tps：每秒传输次数（即总IOPS，等于读+写请求数）；
• rd_sec/s：每秒读取扇区数；
• wr_sec/s：每秒写入扇区数；
• avqsz：平均请求队列长度。

若tps=200，表示设备当前IOPS为200，可直接反映其处理能力。

通过/proc/diskstats查看底层IOPS

/proc/diskstats是Linux内核提供的磁盘统计信息接口，记录了所有块设备的详细读写数据，适合脚本化监控或获取原始数据。

文件结构与字段说明

该文件每行代表一个磁盘设备,包含多个字段，其中与IOPS直接相关的是：

• 第4列：读完成的总请求数（累计值）；
• 第8列：写完成的总请求数（累计值）。

计算IOPS的方法

由于数据是累计值,需通过两次采样差值计算IOPS，编写脚本监控sda设备的IOPS：

#!/bin/bash
prev_read=$(cat /proc/diskstats | grep 'sda ' | awk '{print $4}')
prev_write=$(cat /proc/diskstats | grep 'sda ' | awk '{print $8'})
sleep 1
curr_read=$(cat /proc/diskstats | grep 'sda ' | awk '{print $4}')
curr_write=$(cat /proc/diskstats | grep 'sda ' | awk '{print $8'})
iops=$(( (curr_read - prev_read) + (curr_write - prev_write) ))
echo "Current IOPS: $iops"

执行后,脚本会输出每秒sda设备的IOPS，适合嵌入自动化监控流程。

通过pidstat查看进程级IOPS

若需定位具体进程的I/O负载（如某个应用导致磁盘高负载），可使用pidstat，它能按进程维度统计读写请求数。

命令与输出

添加-d参数查看进程I/O统计，-p指定进程ID（如-p 1234），-t按线程显示：

pidstat -d -p 1234 1

输出中,r/s和w/s分别表示该进程每秒读、写请求数，两者相加即为进程级IOPS，帮助快速定位I/O密集型进程。

通过iotop实时监控IOPS

iotop是一个交互式I/O监控工具，以进程为单位实时显示磁盘读写速率、IOPS等信息，界面直观，适合快速排查异常。

安装与使用

安装：yum install iotop（CentOS）或apt install iotop（Ubuntu）。
运行：iotop -o（仅显示有I/O操作的进程），按P按IOPS排序，按T按传输速率排序。

输出中,READ/s和WRITE/s分别表示进程每秒读、写请求数，直观反映各进程的IOPS贡献。

工具对比与选择

为方便选择,以下是常用IOPS查看工具的对比：

注意事项

1. 单位确认：iostat和pidstat中的r/s、w/s单位为“次/秒”，直接对应IOPS；sar的tps同样为总IOPS。
2. 采样间隔：短间隔（如1秒）可捕捉突发I/O，但可能受缓存影响；长间隔（如10秒）更反映稳定性能。
3. 合并请求：Linux内核会合并相邻的I/O请求（如连续扇区读写），实际IOPS可能低于理论值，工具显示的是合并后的请求数。
4. 设备区分：通过lsblk或fdisk -l确认设备名称（如sda、nvme0n1），避免监控错误磁盘。

相关问答FAQs

Q1：为什么用iostat查看IOPS时，r/s + w/s有时和tps不一致？
A：iostat中tps（transfers per second）表示每秒磁盘传输的总次数，理论上等于r/s + w/s，若出现不一致，可能是由于iostat版本差异或显示精度问题（如旧版iostat未区分合并请求），建议使用新版sysstat（12.5.2），并通过iostat -x查看r/s和w/s，两者相加即为准确IOPS。

Q2：如何通过脚本持续监控磁盘IOPS并超过阈值告警？
A：可结合iostat和bc计算IOPS，并通过mail或curl发送告警，示例脚本如下：

#!/bin/bash
disk="/dev/sda"
threshold=1000  # IOPS阈值
while true; do
  iops=$(iostat -d -x 1 2 | awk '/^'"$disk"'/ {print $3+$4}')
  if [ $(echo "$iops > $threshold" | bc -l) -eq 1 ]; then
    echo "Alert: IOPS on $disk is $iops, exceeding threshold $threshold" | mail -s "IOPS Alert" admin@example.com
  fi
  sleep 60
done

将脚本加入crontab（如@reboot /path/to/script.sh），即可实现持续监控与告警。