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Linux服务器I/O过高原因及解决方法

Linux服务器随着业务的增加,会带来服务器的各种问题,比如CPU过高、load值过高、网卡流量过高、内存使用量过高等等。
Linux查看进程的方法有很多,但是想要找准哪个进程占的CPU、内存、以及I/O就要使用多种工具进行组合、最终找到问题所在。这篇文章讲述找出服务器I/O占用的原因及解决方法。

查看当前系统是否是由于I/O过高造成的原因,可以使用Linux最简单的也是最常用的工具top
12345 top – 09:24:57 up 360 days, 17:02,  2 users,  load average: 5.69, 6.78, 7.04
Tasks: 200 total,  3 running, 197 sleeping,  0 stopped,  0 zombie
Cpu(s): 22.3%us,  5.9%sy,  0.0%ni, 51.3%id, 20.3%wa,  0.0%hi,  0.2%si,  0.0%st
Mem:  24592712k total, 24399804k used,  192908k free,    8852k buffers
Swap:  8388600k total,  4956692k used,  3431908k free, 17608380k cached

20.3%wa正是磁盘I/O占用CPU百分比的时间片。

查看哪个进程占用的I/O过高,使用iotop,ps,lsof

iotop
Total DISK READ: 57.94 M/s | Total DISK WRITE: 3.85 K/s
  TID  PRIO  USER    DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN    IO>    COMMAND                                                                                                 
 4036 be/4 search  1076.67 K/s  26.92 K/s  0.00 % 99.99 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4040 be/4 search  1245.86 K/s    0.00 B/s  0.00 % 99.36 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
20678 be/4 search    745.98 K/s    0.00 B/s  0.00 % 96.99 % mcreate -daemon
 4039 be/4 search  2045.67 K/s    0.00 B/s  0.00 % 94.30 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4050 be/4 search      2.09 M/s    0.00 B/s  0.00 % 94.27 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4045 be/4 search      2.01 M/s    0.00 B/s  0.00 % 94.13 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4049 be/4 search      2.25 M/s    0.00 B/s  0.00 % 93.79 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4048 be/4 search  1641.92 K/s    0.00 B/s  0.00 % 93.62 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4029 be/4 search  1080.51 K/s    0.00 B/s  0.00 % 92.49 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4044 be/4 search  1538.10 K/s    0.00 B/s  0.00 % 91.64 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4032 be/4 search  1211.25 K/s    0.00 B/s  0.00 % 91.21 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d
 4025 be/4 search  1899.55 K/s    0.00 B/s  0.00 % 90.32 % bs_r -f bin/conf/bs.conf -d

可以看出由于“bs_r -f bin/conf/bs.conf -d”这个进程占用总体I/O过高导致。
默认没有安装iotop,可以进行yum install iotop -y进行安装。

ps -eo state,pid,cmd

[[email protected] ~]# for x in `seq 1 1 10`;do ps -eo state,pid,cmd | grep “^D” ;echo “——-“;sleep 1;done
D  4327 rsync -av ./data/idx3 172.16.175.193::MINI_SEARCH
D  8462 /data1/minisearch/intraexpress/bin/server/SearchServer_field -P 21751 -p 21750 -F /data1/minisearch/intraexpress/bin/conf/fields.ini -L /data1/minisearch/intraexpress/log -d
D  9804 date +updateattr  %F %T
D  9854 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/3/bin/shell/idxserver.sh
D  9913 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/6/bin/shell/idxserver.sh
D 10510 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/6/bin/shell/absserver.sh
D 10615 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/3/bin/shell/absserver.sh
——-
D  4327 rsync -av ./data/idx3 172.16.175.193::MINI_SEARCH
D  8462 /data1/minisearch/intraexpress/bin/server/SearchServer_field -P 21751 -p 21750 -F /data1/minisearch/intraexpress/bin/conf/fields.ini -L /data1/minisearch/intraexpress/log -d
D  9804 date +updateattr  %F %T
D  9854 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/3/bin/shell/idxserver.sh
D  9913 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/6/bin/shell/idxserver.sh
D 10510 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/6/bin/shell/absserver.sh
D 10615 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/3/bin/shell/absserver.sh
D 31670 [jbd2/sda6-8]
——-
D  4327 rsync -av ./data/idx3 172.16.175.193::MINI_SEARCH
D  8462 /data1/minisearch/intraexpress/bin/server/SearchServer_field -P 21751 -p 21750 -F /data1/minisearch/intraexpress/bin/conf/fields.ini -L /data1/minisearch/intraexpress/log -d
D  9804 date +updateattr  %F %T
D  9854 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/3/bin/shell/idxserver.sh
D  9913 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/6/bin/shell/idxserver.sh
D 10510 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/6/bin/shell/absserver.sh
D 10615 /bin/sh /data1/minisearch/intranews3/3/bin/shell/absserver.sh
D 11182 awk -F  {print $1;}
D 31670 [jbd2/sda6-8]

通过man ps可以查到:
1234567        D    Uninterruptible sleep (usually IO)
      R    Running or runnable (on run queue)
      S    Interruptible sleep (waiting for an event to complete)
      T    Stopped, either by a job control signal or because it is being traced.
      W    paging (not valid since the 2.6.xx kernel)
      X    dead (should never be seen)
      Z    Defunct (“zombie”) process, terminated but not reaped by its parent.

D的状态一般是I/O出现了问题,说明进程在等待I/O,可以是磁盘I/O,网络I/O或者其他,可以看出
/bin/sh /data1/minisearch/intranews3/3/bin/shell/idxserver.sh

这个进程已经有I/O限制

lsof -p 进程号
为了查看此进程在读哪个文件,或者在写入哪个文件

[[email protected] ~]# lsof -p 27746
COMMAND    PID  USER  FD  TYPE DEVICE    SIZE/OFF    NODE NAME
idxserver 27746 search  cwd    DIR    8,6        4096 79691789 /data1/minisearch/intranews3/6/bin
idxserver 27746 search  rtd    DIR    8,3        4096        2 /
idxserver 27746 search  txt    REG    8,3      939344    4213 /bin/bash
idxserver 27746 search  mem    REG    8,3      156928    7113 /lib64/ld-2.12.so
idxserver 27746 search  mem    REG    8,3      1926800    7114 /lib64/libc-2.12.so
idxserver 27746 search  mem    REG    8,3        22536    7119 /lib64/libdl-2.12.so
idxserver 27746 search  mem    REG    8,3      138280    1415 /lib64/libtinfo.so.5.7
idxserver 27746 search  mem    REG    8,1    99158576  524298 /usr/lib/locale/locale-archive
idxserver 27746 search  mem    REG    8,1        26060  655626 /usr/lib64/gconv/gconv-modules.cache
idxserver 27746 search    0r  CHR    1,3          0t0    3968 /dev/null
idxserver 27746 search    1w  REG    8,6 229869234162 79692293 /data1/minisearch/intranews3/6/log/idxserver.out
idxserver 27746 search    2w  REG    8,6 229869234162 79692293 /data1/minisearch/intranews3/6/log/idxserver.out

查看哪一块磁盘占用的磁盘I/O比较高iostat
[[email protected] ~]# iostat  -xk 1
Linux 2.6.32-431.11.2.el6.toa.2.x86_64 (localhost.localdomain)  09/01/2016      _x86_64_        (8 CPU)
avg-cpu:  %user  %nice %system %iowait  %steal  %idle
          10.87    0.00    4.32    3.70    0.00  81.11
Device:        rrqm/s  wrqm/s    r/s    w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz  await  svctm  %util
sda              1.15  239.29  119.35    9.46  3057.00  995.47    62.92    0.04    0.29  0.62  7.99
avg-cpu:  %user  %nice %system %iowait  %steal  %idle
          2.52    0.00    2.14  76.98    0.00  18.36
Device:        rrqm/s  wrqm/s    r/s    w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz  await  svctm  %util
sda              25.00    0.00 1670.00    0.00 49600.00    0.00    59.40  135.50  40.75  0.60 100.00
avg-cpu:  %user  %nice %system %iowait  %steal  %idle
          5.42    0.00    0.88  73.30    0.00  20.40
Device:        rrqm/s  wrqm/s    r/s    w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz  await  svctm  %util
sda              26.00    0.00 1538.00    0.00 50996.00    0.00    66.31  133.85  42.16  0.65 100.10

iostat -xk 1每一秒打印磁盘相关情况。
几个比较重要的参数做解释:
r/s:每秒读次数
w/s:每秒写操作
rkB/s:每秒读kB大小
wkB/s:每秒写kB大小
wait:平均每次设备I/O操作的时间

%util:一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作,即被io消耗的cpu百分比
如果util达到100%说明已经达到磁盘的I/O瓶颈,需要优化,或者换成SSD

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