CPU y E/S por proceso con pidstat y /proc/<pid>/io: cómo encontrar la causa de la espera de E/S

Objetivo

Identificar el proceso concreto responsable del uso de CPU o de la E/S de disco que una herramienta de todo el sistema (top, iostat) solo puede mostrar de forma agregada.

Requisitos previos

El paquete sysstat, que incluye pidstat; acceso de lectura a /proc/<pid>/io del proceso objetivo, que el kernel controla mediante una comprobación de acceso de lectura de ptrace (en la práctica, el propio usuario del proceso o root si el proceso pertenece a otro usuario). Del mismo modo, pidstat -d solo muestra las tareas de otros usuarios cuando se ejecuta como root.

Pasos

1. Empiece por la CPU por proceso: pidstat 1 5 lista el porcentaje de CPU de cada tarea. El manual de sysstat describe pidstat como una herramienta que informa de estadísticas de las tareas individuales que el kernel gestiona en ese momento, lo que evita tener que filtrar un nombre en la salida de top.
2. Añada memoria y cambios de contexto en la misma pasada: pidstat -r -w 1 5 (-r para memoria, -w para cambios de contexto). Resulta útil cuando la CPU por sí sola no explica la carga.
3. Pase a la E/S de disco por proceso: pidstat -d 1 5 informa, por tarea, de los kilobytes leídos y escritos por segundo y del retardo de E/S (iodelay). iodelay depende de la contabilidad de retardos (delay accounting) del kernel, que está desactivada por defecto desde Linux 5.14 (se activa con sysctl kernel.task_delayacct=1 o con el parámetro de arranque delayacct); sin ella, la columna se queda en cero.
4. Para un PID sospechoso concreto, lea directamente los contadores en bruto: cat /proc/<pid>/io. proc_pid_io(5) documenta rchar/wchar como los bytes devueltos por llamadas read(2)/write(2) y similares que han tenido éxito —lo que incluye aciertos en la page cache, pipes, sockets y terminales—, y read_bytes/write_bytes como los bytes realmente obtenidos de la capa de almacenamiento o enviados a ella, más próximos a lo que iostat ve en el dispositivo. write_bytes se contabiliza cuando el proceso modifica (marca como sucias) páginas de la page cache, de modo que la escritura física puede llegar al dispositivo más tarde, durante el writeback.
5. Muestree /proc/<pid>/io dos veces con un intervalo conocido y reste los valores para obtener una tasa, igual que hace pidstat -d para calcular sus cifras; esto también funciona con procesos iniciados antes de empezar a observar.
6. Correlacione: un proceso cuyos read_bytes/write_bytes crecen justo durante la ventana en la que iostat -xz mostró un dispositivo saturado es el siguiente que hay que investigar, por ejemplo a través de sus archivos abiertos (ls -l /proc/<pid>/fd).

Resultado esperado

Un PID y una línea de comandos concretos responsables de la carga observada en todo el sistema, en las mismas unidades (KB/s) que ya indicaban las herramientas a nivel de dispositivo.

Límites y base de verificación

rchar/wchar cuentan E/S lógica, incluidos los aciertos de cache y la E/S que no es de archivos, por lo que pueden ser mucho mayores que el tráfico físico del dispositivo; use read_bytes/write_bytes cuando la pregunta sea cuánto trabajo ha impuesto el proceso al disco. Tanto pidstat como la lectura de /proc/<pid>/io son observaciones de solo lectura, sin nada que deshacer; un proceso que termina entre dos muestras simplemente desaparece de la lectura siguiente.