面试题：MySQL中利用iostat监控I/O性能时，如何通过相关指标判断磁盘I/O是否存在瓶颈？

Question

在使用iostat监控MySQL的I/O性能场景下，请详细阐述如何依据iostat输出的各项指标（如%util、await等）来判断磁盘I/O是否出现瓶颈，并说明出现瓶颈时可能对MySQL性能产生哪些影响。

Answer 1

依据iostat指标判断磁盘I/O瓶颈

1. %util指标：
   • 含义：该指标表示设备处于繁忙状态的时间百分比。即设备有I/O请求的时间占总时间的比例。
   • 判断瓶颈：当%util持续接近100%时，通常意味着磁盘I/O已经接近饱和，出现了瓶颈。因为磁盘几乎一直处于忙碌状态，无法及时处理更多的I/O请求。
2. await指标：
   • 含义：表示从发出I/O请求到完成该请求所需的平均等待时间（单位：毫秒）。它包含了请求在队列中的等待时间以及设备处理请求的服务时间。
   • 判断瓶颈：如果await值显著高于正常水平（不同磁盘类型正常水平不同，如SSD一般明显低于HDD），说明I/O请求等待时间过长，可能存在磁盘I/O瓶颈。例如，在正常情况下，SSD的await值可能在几毫秒，若突然升高到几十甚至上百毫秒，就很可能出现了瓶颈。
3. 其他相关指标辅助判断：
   • r/s和w/s：分别表示每秒的读请求数和写请求数。如果r/s或w/s持续过高，且%util接近100%，也进一步表明磁盘I/O压力较大，可能出现瓶颈。
   • avgqu - sz：平均队列长度。如果该值持续升高，说明I/O请求在队列中等待的数量增多，磁盘处理能力不足，是磁盘I/O可能出现瓶颈的一个信号。

磁盘I/O瓶颈对MySQL性能的影响

1. 查询响应时间变长：
   • MySQL执行查询时，经常需要从磁盘读取数据文件和索引文件。当磁盘I/O出现瓶颈，数据和索引的读取速度变慢，导致查询无法及时获取所需数据，从而使查询响应时间显著增加。例如，原本1秒能完成的查询，在磁盘I/O瓶颈时可能延长到10秒甚至更长。
2. 事务处理能力下降：
   • 事务涉及数据的修改操作，需要将日志和数据持久化到磁盘。磁盘I/O瓶颈会使事务提交时的写入操作变慢，导致事务处理的吞吐量降低。在高并发事务场景下，可能会出现大量事务等待磁盘I/O完成，严重影响系统的并发处理能力。
3. 主从复制延迟：
   • 在MySQL主从复制架构中，从库需要从主库接收二进制日志并应用到自身。如果从库磁盘I/O出现瓶颈，应用日志的速度会变慢，导致主从复制延迟增大。主库上的数据更新不能及时同步到从库，影响数据的一致性和系统的可用性。
4. 缓存命中率降低：
   • MySQL有各种缓存机制（如InnoDB缓冲池）来减少磁盘I/O。当磁盘I/O瓶颈导致数据读取缓慢时，缓存中未命中的数据无法及时补充，使得缓存命中率下降。更多的数据需要从磁盘读取，进一步加重磁盘I/O负担，形成恶性循环。