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Linux 磁盘 I/O 性能瓶颈排查

舞夢輝影

舞夢輝影

发布时间:2026-02-18 02:05:20

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来源于php中文网

原创

%wa高而cpu不满说明磁盘i/o瓶颈,非cpu或内存问题;需用iostat -x、iotop、lsof +l1等工具分层定位,dd测速需加oflag=direct和conv=fdatasync才准。

linux 磁盘 i/o 性能瓶颈排查

top 里 %wa 高但 CPU 不满,说明什么

这代表内核正在大量时间等待磁盘 I/O 完成,%wa(wait time)高而 %us/%sy 低,基本可锁定是磁盘慢,不是 CPU 或内存问题。常见于数据库写入、日志刷盘、大文件拷贝等场景。

注意:top 默认不显示 %wa,需按 1 切换到多核视图,再按 f → 选中 WA 字段;或者直接用 htop(需安装),它默认显示该列。

  • iostat -x 1top 更准:看 %util 是否持续 >80%,再结合 await(平均响应时间)是否 >10ms(HDD)或 >1ms(SSD)
  • 如果 %util 低但 await 高,可能是单个请求慢(如 NFS 延迟、存储阵列故障),而非设备饱和
  • iotop 可定位具体进程和线程:加 -o 只显示有 I/O 的进程,-P 显示线程级 I/O

df -h 显示已满,但 lsof + grep deleted 找不到大文件

Linux 下文件被删除后,只要还有进程打开着它,磁盘空间就不会释放——df 统计的是块占用,不是文件系统目录树里的可见文件。

典型现象:日志轮转后空间没释放、应用未关闭旧日志句柄、容器内进程长期运行但日志被宿主机 logrotate 清理。

  • 运行 lsof +L1 直接列出所有“已删除但仍被打开”的文件(+L1 是关键参数)
  • 重点看 SIZE/OFF 列,单位是字节;挑大的杀掉对应进程,或让其重载日志(如 kill -USR1 给 nginx)
  • 别只信 du -sh /* 2>/dev/null | sort -h ——它扫的是目录树,看不见被 hold 住的 deleted 文件

dd 测速结果不准,为什么 iostat 看起来更慢

dd 默认使用缓存(buffered I/O),测的是内存+磁盘联合速度,尤其小块写时可能全走 page cache,根本没落盘;而 iostat 统计的是实际发给设备的 I/O,含 sync 开销、队列等待、RAID/加密层延迟等。

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真实瓶颈永远在 iostat -xblktrace,而不是 dd

  • 要逼 dd 走直写:加 oflag=direct(绕过 page cache),再加 conv=fdatasync(强制刷盘),例如:dd if=/dev/zero of=/tmp/test bs=4M count=512 oflag=direct conv=fdatasync
  • dd 单次测试波动大,至少跑 3 次取中位数;避免用 /tmp(可能是 tmpfs)或 LVM 快照卷
  • SSD 上 bs=4Kbs=1M 结果能差 10 倍——iostatr/sw/s 才反映随机/顺序负载的真实压力

iotop 显示某进程 I/O 很高,但 strace -p 看不到 read/write

因为很多 I/O 并不走 glibc 的 read/write 系统调用:比如 mmap 内存映射文件后直接指针读写、异步 I/O(io_submit)、或者语言 runtime 自己管理缓冲区(Java NIO、Go 的 os.File.Read 底层可能批量调用 preadv2)。

strace 默认只抓同步阻塞式系统调用,对 mmap、io_uring、splice 等透明 I/O 模式无感。

  • perf record -e block:block_rq_issue -p PID 抓块层下发事件,比 strace 更底层、更可靠
  • /proc/PID/io:看 rchar(用户态读字节数)和 read_bytes(实际从磁盘读字节数)差多少,差得多说明大量数据来自 page cache
  • 如果是 Java 进程,优先看 jstack + GC 日志:频繁 CMS GC 或 G1 Mixed GC 会触发大量对象复制,间接导致 I/O(如写 heap dump、JFR 录制)

事情说清了就结束。真正卡住的从来不是工具不会用,而是忘了 I/O 路径上有太多层:page cache、block layer、driver、HBA、RAID、网络存储协议……每一层都可能吃掉毫秒级延迟,而人眼只能看到最终的 await

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