top 命令中的 wa (IO wait) 指标,理论上几乎完全是由磁盘IO(包括swap)引起的,而不是网络IO

为什么 wa 反映磁盘而非网络?

这背后的原因与操作系统内核处理不同类型IO的机制有关。

  1. 磁盘IO是"阻塞式"的,会真正让CPU"等待"

    • 当一个进程需要从磁盘读取数据时(例如,从数据库文件、日志文件),它会向内核发起一个系统调用(如 read())。
    • 这个进程随后会被内核置为 "不可中断睡眠" (通常显示为 D 状态)。在这个状态下,该进程会一直阻塞(Block),直到磁盘硬件真正完成了数据读取,并触发一个中断通知CPU"数据准备好了"。
    • wa 时间的本质:就是统计CPU在所有进程都处于这种"睡眠"或"等待"状态时所花费的空闲时间。CPU在说:"我没事可干了,因为所有醒着的进程都在等慢吞吞的磁盘干活"。
  2. 网络IO是"异步式"的,CPU不会"等待"

    • 当进程需要进行网络操作时(例如,从网络接收一个数据包),它通常不会以同样的方式阻塞。
    • 数据包的到达是异步 的,由网卡直接通过硬中断 来通知CPU。当网卡收到数据包后,它会立即向CPU发出一个中断信号,CPU会暂停当前任务,去执行一个简短的中断处理程序来接收这个数据包,然后将其放入队列,再恢复之前的任务。
    • 这个过程的等待时间不会 计入 wa。相反,处理网络中断所花费的时间会计入CPU的 hi (硬中断) 或 si (软中断) 时间。

对比

特性 磁盘IO 网络IO
CPU状态 进程进入 D状态 (不可中断睡眠),CPU空闲等待 通过硬中断hi)/软中断si)处理,CPU忙碌处理
top 中的体现 wa (IO wait) hisi (处理中断)
进程状态 大量进程处于 D 状态 进程通常处于 S (睡眠) 或 R (运行) 状态

所以,当你看到 topwa 过高时,你应该:

  1. 坚信是磁盘/存储问题:首先怀疑是某个进程在疯狂读写硬盘或SSD。
  2. 使用 iotop 确认 :运行 sudo iotop,几乎可以肯定你会找到一个正在高频率读写磁盘的进程。
  3. 检查是否由网络间接引起 :虽然网络不直接导致 wa 高,但它可以间接 导致。例如:
    • 一个Web服务器(如Nginx)突然收到海量请求,这些请求需要从磁盘读取大量文件来响应。这时,网络是触发原因 ,但真正的瓶颈是处理这些请求所带来的磁盘IO ,这就会直接表现为高 wa
    • 内存不足导致频繁使用 Swap :Swap就是拿磁盘当内存用,它的本质就是磁盘IO。如果某个网络应用内存泄漏,吃光了内存,导致系统开始频繁Swap,那么 wa 也会飙升。
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