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Linux，作為服務(wù)器和工作站的主流操作系統(tǒng)，其強(qiáng)大的可配置性和靈活性使其成為優(yōu)化I/O性能的理想平臺(tái)
本文將深入探討Linux系統(tǒng)中IO配置的關(guān)鍵要素，通過一系列策略和技術(shù)手段，幫助您實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的最大化
一、理解Linux IO系統(tǒng)架構(gòu) 在深入探討優(yōu)化之前，首先需對(duì)Linux的IO系統(tǒng)架構(gòu)有一個(gè)基本認(rèn)識(shí)
Linux的IO系統(tǒng)由多個(gè)層次組成，從用戶空間的應(yīng)用程序到內(nèi)核空間的文件系統(tǒng)、塊層、設(shè)備驅(qū)動(dòng)，直至物理存儲(chǔ)設(shè)備
每一層都對(duì)IO性能有重要影響，因此，優(yōu)化策略需覆蓋整個(gè)堆棧
1.用戶空間：應(yīng)用程序通過系統(tǒng)調(diào)用接口（如read(), `write()`）發(fā)起IO請(qǐng)求
2.內(nèi)核空間： -文件系統(tǒng)層：處理文件路徑解析、權(quán)限檢查等
-虛擬內(nèi)存層：管理內(nèi)存映射、頁面置換等
-塊層：負(fù)責(zé)將IO請(qǐng)求合并、排序，提高磁盤訪問效率
-設(shè)備驅(qū)動(dòng)層：與硬件直接交互，控制具體的IO操作
3.物理層：存儲(chǔ)設(shè)備（HDD、SSD）執(zhí)行實(shí)際的讀寫操作
二、IO性能優(yōu)化的關(guān)鍵策略 1. 磁盤調(diào)度算法的選擇 Linux內(nèi)核提供了多種磁盤調(diào)度算法，如CFQ（Completely Fair Queuing）、NOOP（No Operation）、Deadline等，每種算法適用于不同的工作負(fù)載
- CFQ：默認(rèn)調(diào)度器，旨在公平分配IO帶寬，適合多任務(wù)環(huán)境
- NOOP：不進(jìn)行任何調(diào)度，直接傳遞IO請(qǐng)求，適用于SSD，因?yàn)樗鼈儍?nèi)部已有高效的調(diào)度機(jī)制
- Deadline：為讀寫請(qǐng)求設(shè)置截止時(shí)間，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的場景
通過調(diào)整`/sys/block/【disk】/queue/scheduler`，可以更改磁盤的調(diào)度算法
例如，對(duì)于SSD，推薦使用`noop`以減少不必要的調(diào)度開銷
2. 調(diào)整I/O調(diào)度器優(yōu)先級(jí) 對(duì)于多隊(duì)列設(shè)備（如SSD），可以通過調(diào)整I/O調(diào)度器的優(yōu)先級(jí)來優(yōu)化性能
在`/sys/class/block/【disk】/queue/iosched/priority_weight`中設(shè)置不同類別請(qǐng)求的權(quán)重，可以確保關(guān)鍵任務(wù)獲得更多資源
3. 文件系統(tǒng)優(yōu)化 - 選擇合適的文件系統(tǒng)：ext4、XFS、Btrfs等各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)具體需求選擇
例如，XFS在高并發(fā)寫入時(shí)表現(xiàn)優(yōu)異，適合數(shù)據(jù)庫應(yīng)用
- 掛載選項(xiàng)：使用mount命令時(shí)，可以添加諸如`noatime`（禁用訪問時(shí)間更新）、`nodiratime`（禁用目錄訪問時(shí)間更新）等選項(xiàng)，減少不必要的寫操作，提升性能
4. 塊設(shè)備調(diào)優(yōu) - I/O隊(duì)列深度：通過`blockdev --setra`調(diào)整讀請(qǐng)求合并
