5.27 IO 基础学习
I/O 分析手法
- I/O 是针对磁盘和内存来说的
- I：内存从磁盘中读取数据
- O：内存向磁盘写入数据
- 系统级IO监控：iostat、vmstat 进程级IO监控：iodump、iotop 文件级IO监控：ioprofile，sysstat
为什么要关注 I/O
大多数时间里性能由于在硬盘上的高 I/O 读和写降低了性能。如果它很高或者波动，很可能就是它造成的。因此，我们需要检查硬盘上的 I/O 活动。
分析 I/O 的相关命令
vmstat
简介
vmstat(Virtual Memory Statistics 虚拟内存统计) 命令用来显示Linux系统虚拟内存状态，也可以报告关于进程、内存、I/O等系统整体运行状态。
代码实现文件路径：http://10.205.0.38:8080/sprds_int/xref/external/toybox/toys/other/vmstat.c
示例
procs:
r: 运行队列中进程数量，这个值也可以判断是否需要增加CPU。（长期大于1）
b: 等待IO的进程数量。
memory:
swpd: 使用虚拟内存大小，如果swpd的值不为0，但是SI，SO的值长期为0，这种情况不会影响系统性能。
free: 空闲物理内存大小。
buff: 用作缓冲的内存大小。
cache: 用作缓存的内存大小，如果cache的值大的时候，说明cache处的文件数多，如果频繁访问到的文件都能被cache处，那么磁盘的读IO bi会非常小
好不容易理解了 buffer 和 cache 的区别
buffer 和 cache 是内存划分出来的两个不同区域。
内存空间 = 绝对 used + 绝对 free + buffer（used+free） + cache（used+free）
buffer：缓冲，一般用来高速设备向低速设备写数据时，避免突发性 IO。当高速设备向低速设备写数据时，会先将数据填满 buffer，最后再一次性写入低速设备。
cache：缓存，一般用来高速设备向低速设备读数据时。当高速设备向低速设备读数据时，第一次读取的时候，会在 cache 中拷贝一份数据。然后后续高速设备再向低速设备读取数据的时候，直接从 cache 中读取数据。
参考文档：www.cnblogs.com/M18-BlankBo…
swap:
si: 每秒从交换区写到内存的大小，由磁盘调入内存。
so: 每秒写入交换区的内存大小，由内存调入磁盘。
注意：内存够用的时候，这2个值都是0，如果这2个值长期大于0时，系统性能会受到影响，磁盘IO和CPU资源都会被消耗。有些朋友看到空闲内存（free）很少的或接近于0时，就认为内存不够用了，不能光看这一点，还要结合si和so，如果free很少，但是si和so也很少（大多时候是0），那么不用担心，系统性能这时不会受到影响的。因为linux总是先把内存用光
IO:
bi: 从块设备读取数据的量（读磁盘）；从磁盘里出来进入到内存里边去
bo: 从块设备写入数据的量（写磁盘）；
注意：随机磁盘读写的时候，这2个值越大（如超出1024k)，能看到CPU在IO等待的值也会越大。
system:
in: 每秒中断数，包括时钟中断。
cs: 每秒上下文切换数。
注意：上面2个值越大，会看到由内核消耗的CPU时间会越大
cpu:
us: 用户进程执行时间百分比(user time) us的值比较高时，说明用户进程消耗的CPU时间多，但是如果长期超50%的使用，那么我们就该考虑优化程序算法或者进行加速。
sy: 内核系统进程执行时间百分比(system time) sy的值高时，说明系统内核消耗的CPU资源多，这并不是良性表现，我们应该检查原因。
wa: IO等待时间百分比 wa的值高时，说明IO等待比较严重，这可能由于磁盘大量作随机访问造成，也有可能磁盘出现瓶颈（块操作）。
id: 空闲时间百分比
lsof + strace
lsof 查看进程打开的文件描述符
COMMAND：进程的名称
PID：进程标识符
USER：进程所有者
FD：文件描述符，应用程序通过文件描述符识别该文件。
TYPE：文件类型
DEVICE：指定磁盘的名称
SIZE：文件的大小
NODE：索引节点（文件在磁盘上的标识）
NAME：打开文件的确切名称
统计系统中当前打开的总文件句柄数：lsof|awk '{print $2}'|wc -l
根据打开文件句柄的数量降序排列，其中第二列为进程ID：lsof|awk '{print $2}'|uniq -c|sort -nr|more
strace –p 1693 #按照Pid查询系统调用
strace常用来跟踪进程执行时的系统调用和所接收的信号。
有两种跟踪模式。
一种是通过它启动要跟踪的进程。用法很简单，在原本的命令前加上strace即可
另外一种运行模式，是跟踪已经在运行的进程，在不中断进程执行的情况下，理解它在干嘛
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e.g. strace -tt -T -v -f -e trace=file -o /data/log/strace.log -s 1024 -p 23489
这里的输出只显示和文件访问有关的内容，这是因为我们通过-e trace=file 选项指定了 -tt 在每行输出的前面，显示毫秒级别的时间 -T 显示每次系统调用所花费的时间 -v 对于某些相关调用，把完整的环境变量，文件stat结构等打出来。 -f 跟踪目标进程，以及目标进程创建的所有子进程 -e 控制要跟踪的事件和跟踪行为,比如指定要跟踪的系统调用名称 -o 把strace的输出单独写到指定的文件 -s 当系统调用的某个参数是字符串时，最多输出指定长度的内容，默认是32个字节 -p 指定要跟踪的进程pid, 要同时跟踪多个pid, 重复多次-p选项即可。
参考文档：www.cnblogs.com/zhiminyu/p/…
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追踪一个已经存在的进程: strace -p [pid]
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统计系统调用次数 strace -p [pid] -c 使用ctrl+c 停止统计
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统计系统调用时间点 strace -p [pid] -tt
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查看每一条系统调用的耗时
