Linux系统监控数据 - /proc/diskstats

1. 文件格式
- 1.1. 字段解析
2. 完整示例数据
3. 工具辅助分析
4. 常见问题排查
5. 总结

/proc/diskstats 是 Linux 系统中记录块设备（如磁盘、SSD、RAID、LVM 等）I/O 统计信息的虚拟文件。通过分析该文件，可以详细了解磁盘的读写操作、合并请求、I/O 时间等关键性能指标。以下是其字段解析及意义。

1. 文件格式

每行对应一个块设备，格式如下（字段数量可能因内核版本不同略有差异，以下以 Linux 5.10+ 为例）：

<主设备号> <次设备号> <设备名> <读操作次数> <合并读请求数> <读扇区数> <读耗时(ms)> <写操作次数> <合并写请求数> <写扇区数> <写耗时(ms)> <正在处理的I/O请求数> <I/O总耗时(ms)> <加权I/O总耗时(ms)> [其他字段...]

1.1. 字段解析

1.1.1. 基础信息

字段1：主设备号 (Major)
设备的主设备号，标识设备类型（如 SCSI、IDE 等）。
字段2：次设备号 (Minor)
设备的次设备号，标识同一类型下的具体设备实例。
字段3：设备名 (Device)
块设备名称（如 sda, nvme0n1 等）。
示例数据
8 0 sda

1.1.2. 读操作统计

字段4：读操作次数 (Reads Completed)
成功完成的读请求总数（单位：次）。
字段5：合并读请求数 (Reads Merged)
合并的读请求数量（合并相邻的请求以提高效率）。
字段6：读扇区数 (Sectors Read)
读取的总扇区数（1 扇区 = 512 字节）。
字段7：读耗时 (Time Reading, ms)
所有读操作的总耗时（毫秒）。
示例数据
2054 513 253714 1007

1.1.3. 写操作统计

字段8：写操作次数 (Writes Completed)
成功完成的写请求总数（单位：次）。
字段9：合并写请求数 (Writes Merged) 合并的写请求数量。
字段10：写扇区数 (Sectors Written)
写入的总扇区数（1 扇区 = 512 字节）。
字段11：写耗时 (Time Writing, ms)
所有写操作的总耗时（毫秒）。
示例数据
0 0 0 0

1.1.4. 其他关键字段

字段12：正在处理的I/O请求数 (I/O in Progress)
当前正在处理的 I/O 请求数（瞬时值）。
字段13：I/O总耗时 (Time Spent on I/O, ms)
所有 I/O 操作（读 + 写）的总耗时。
字段14：加权I/O总耗时 (Weighted Time Spent on I/O, ms)
加权后的 I/O 总耗时（考虑并发和排队时间）。
字段15+（可选）
新版本内核可能包含其他操作（如 discard 操作统计）。
示例数据
0 2030 1007

2. 完整示例数据

cat /proc/diskstats
1       0 ram0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       1 ram1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       2 ram2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       3 ram3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       4 ram4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       5 ram5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       6 ram6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       7 ram7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       8 ram8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1       9 ram9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1      10 ram10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1      11 ram11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1      12 ram12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1      13 ram13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1      14 ram14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1      15 ram15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7       0 loop0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7       1 loop1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7       2 loop2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7       3 loop3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7       4 loop4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7       5 loop5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7       6 loop6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7       7 loop7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
8       0 sda 2054 513 253714 1007 0 0 0 0 0 2030 1007 0 0 0 0 0 0
8      16 sdb 102 0 4456 8 2 0 8 2 0 60 12 0 0 0 0 1 1
8      32 sdc 450720 136075 28303146 201119 790950 312463 145427344 9711095 0 1291390 10050195 266436 187117 23221483656 26374 101434 111606

3. 工具辅助分析

iostat
直接显示磁盘 I/O 统计（基于 /proc/diskstats）：
1
iostat -x 1 # 每秒刷新详细统计
- %util: 磁盘利用率（接近 100% 表示饱和）。
- r/s, w/s: 每秒读写次数。
- rkB/s, wkB/s: 读写吞吐量。
dstat
实时监控磁盘活动：
1
dstat -d
atop
综合性能监控工具，包含磁盘 I/O 详情。

4. 常见问题排查

4.1. 磁盘饱和（高 `%util`）

现象：%util 接近 100%，响应时间（await）升高。
可能原因：频繁 I/O 请求或磁盘性能瓶颈。

4.2. 高延迟（高 `await`）

现象：await（平均 I/O 等待时间）显著增加。
可能原因：磁盘硬件问题或并发请求过多。

4.3. 频繁合并请求（高 `merged`）

现象：Reads Merged 或 Writes Merged 值高。
可能原因：I/O 调度算法（如 deadline 或 mq-deadline）优化相邻请求。

4.4. 突增的 I/O 队列（高 `I/O in Progress`）

现象：I/O in Progress 持续大于 1（对机械硬盘可能异常）。
可能原因：突发大量请求或磁盘响应缓慢。

5. 总结

核心字段：读/写次数、扇区数、耗时、队列深度。
关键指标：IOPS、吞吐量、延迟、利用率。
工具推荐：iostat 结合 /proc/diskstats 是分析磁盘性能的黄金组合。

通过监控和分析 /proc/diskstats，可以快速定位磁盘 I/O 瓶颈，优化系统性能。