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  • LINUX系统中,如果有大量读请求,默认的请求队列或许应付不过来,我们可以动态调整请求队列数来提高效率,默认的请求队列数存放在/sys/block/xvda/queue/nr_requests 文件中,注意:/sys/block/xvda ,这里xvda 写...

    在LINUX系统中,如果有大量读请求,默认的请求队列或许应付不过来,我们可以

    动态调整请求队列数来提高效率,默认的请求队列数存放在/sys/block/xvda/queue/nr_requests 文件中,

    注意:/sys/block/xvda ,这里 xvda 写的是你自己的硬盘名,因我的是vps所以是xvda,有可能的参数是 sda hda....等等。

    如果你不清楚可以,fdisk -l查看一下自己的物理磁盘名称。

    [root@leda03 public_html]# fdisk -l

    Disk /dev/xvdd: 117 MB, 117549056 bytes

    255 heads, 63 sectors/track, 14 cylinders

    Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

    Disk /dev/xvdd doesn't contain a valid partition table

    Disk /dev/xvda: 21.4 GB, 21474836480 bytes

    255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders

    Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

    Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

    /dev/xvda1   *           1          13      104391   83  Linux

    /dev/xvda2              14        2610    20860402+  8e  Linux LVM

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  • Linux 用pdflush进程把数据从缓存页写入硬盘,查看有多少个pdflush进程cat /proc/sys/vm/nr_pdflush_threadspdflush的行为受/proc/sys/vm中的参数的控制/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs (default 500):1/100...

    Linux 用pdflush进程把数据从缓存页写入硬盘,查看有多少个pdflush进程

    cat /proc/sys/vm/nr_pdflush_threadspdflush的行为受/proc/sys/vm中的参数的控制

    /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs (default 500):

    1/100秒, 多长时间唤醒pdflush将缓存页数据写入硬盘。默认5秒唤醒2个(更多个)线程。

    如果wrteback的时间长于dirty_writeback_centisecs的时间,可能会出问题。

    pdflush的第一件事是读取

    /proc/sys/vm/dirty_expire_centiseconds (default 3000)

    1/100秒。缓存页里数据的过期时间(旧数据),在下一个周期内被写入硬盘。默认30秒是一个很长的时间。

    第二件事是判断内存是否到了要写入硬盘的限额,由参数决定:

    /proc/sys/vm/dirty_background_ratio (default 10)

    百分值,保留过期页缓存(脏页缓存)的最大值。是以MmeFree+Cached-Mapped的值为基准的

    pdflush写入硬盘看两个参数:

    1 数据在页缓存中是否超出30秒,如果是,标记为脏页缓存;

    2 脏页缓存是否达到工作内存的10%;

    以下参数也会影响到pdflush

    /proc/sys/vm/dirty_ratio (default 40)

    总内存的最大百分比,系统所能拥有的最大脏页缓存的总量。超过这个值,开启pdflush写入硬盘。如果cache增长快于pdflush,那么整个系统在40%的时候遇到I/O瓶颈,所有的I/O都要等待cache被pdflush进硬盘后才能重新开始。

    对于有高度写入操作的系统

    dirty_background_ratio: 主要调整参数。如果需要把缓存持续的而不是一下子大量的写入硬盘,降低这个值。

    dirty_ratio: 第二调整参数。

    Swapping参数

    /proc/sys/vm/swappiness

    默认,linux倾向于从物理内存映射到硬盘缓存,保持硬盘缓存尽可能大。未用的页缓存会被放进swap区。

    数值为0,将会避免使用swapping

    100,将会尽量使用swapping

    少用swapping会增加程序的响应速度;多用swapping将会提高系统的可用性。

    如果有大量的写操作,为避免I/O的长时间等待,可以设置:

    $ echo 5 > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio

    $ echo 10 > /proc/sys/vm/dirty_ratio

    文件系统数据缓冲需要频繁的内存分配。加大保留内存的值能提升系统速度和稳定。小于8G的内存,保留内存为64M,大于8G的设置为256M

    $ echo 65536 > /proc/sys/vm/min_free_kbytes

    I/O 调度器

    cat /sys/block/[disk]/queue/scheduler

    4中调度算法

    noop anticipatory deadline [cfq]

    deadline : deadline 算法保证对既定的IO请求以最小的延迟时间。

    anticipatory: 有个IO发生后,如果又有进程请求IO,则产生一个默认6ms猜测时间,猜测下一个进程请求IO是干什么。这对于随机读取会造成较大的延时。

    对数据库应用很糟糕,而对于Web Server等则会表现不错。

    cfq: 对每个进程维护一个IO队列,各个进程发来的IO请求会被cfq以轮循方式处理,对每一个IO请求都是公平。适合离散读的应用。

    noop: 对所有IO请求都用FIFO队列形式处理。默认IO不会存在性能问题。

    改变调度器

    $ echo deadline > /sys/block/sdX/queue/scheduler

    对于数据库服务器,deadline算法是推荐的。

    提高调度器请求队列的

    $ echo 4096 > /sys/block/sdX/queue/nr_requests

    有大量的读请求,默认的请求队列应付不过来,可以提高这个值。缺点是要牺牲一定的内存。

    为了增加连续读取的吞吐量,可以增加预读数据量。预读的实际值是自适应的,所以使用一个较高的值,不会降低小型随机存取的性能。

    $ echo 4096 > /sys/block/sdX/queue/read_ahead_kb

    如果LINUX判断一个进程在顺序读取文件,那么它会提前读取进程所需文件的数据,放在缓存中。

    服务器遇到磁盘写活动高峰,导致请求处理延迟非常大(超过3秒)。通过调整内核参数,将写活动的高峰分布成频繁的多次写,每次写入的数据比较少。这样可以把尖峰的写操作削平成多次写操作。以这种方式执行的效率比较低,因为内核不太有机会组合写操作。但对于繁忙的服务器,写操作将更一致地进行,并将极大地改进交互式性能。

    /proc/sys/vm/dirty_ratio

    控制文件系统的写缓冲区的大小,单位是百分比,表示占系统内存的百分比,表示当写缓冲使用到系统内存多少的时候,开始向磁盘写出数据。增大之会使用更多系统内存用于磁盘写缓冲,也可以极大提高系统的写性能。但是,当你需要持续、恒定的写入场合时,应该降低其数值。

    /proc/sys/vm/dirty_background_ratio

    控制文件系统的pdflush进程,在何时刷新磁盘。单位是百分比,表示系统内存的百分比,pdflush用于将内存中的内容和文件系统进行同步,比如说,当一个文件在内存中进行修改,pdflush负责将它写回硬盘.每当内存中的垃圾页(dirty page)超过10%的时候,pdflush就会将这些页面备份回硬盘.增大之会使用更多系统内存用于磁盘写缓冲,也可以极大提高系统的写性能。但是,当你需要持续、恒定的写入场合时,应该降低其数值:

    /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs

    控制内核的脏数据刷新进程pdflush的运行间隔。单位是 1/100 秒。缺省数值是500,也就是 5 秒。如果你的系统是持续地写入动作,那么实际上还是降低这个数值比较好,这样可以把尖峰的写操作削平成多次写操作。

    如果你的系统是短期地尖峰式的写操作,并且写入数据不大(几十M/次)且内存有比较多富裕,那么应该增大此数值。

    该参数的设置应该小于dirty_expire_centisecs,但也不能太小,太小I/O太频繁,反而

    使系统性能下降。具体可能需要在生产环境上测试。据说1:6 (dirty_expire_centisecs : dirty_writeback_centisecs )的比例比较好。

    /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs

    声明Linux内核写缓冲区里面的数据多“旧”了之后,pdflush进程就开始考虑写到磁盘中去。单位是 1/100秒。缺省是 30000,也就是 30 秒的数据就算旧了,将会刷新磁盘。对于特别重载的写操作来说,这个值适当缩小也是好的,但也不能缩小太多,因为缩小太多也会导致IO提高太快。

    当然,如果你的系统内存比较大,并且写入模式是间歇式的,并且每次写入的数据不大(比如几十M),那么这个值还是大些的好。

    /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure

    表示内核回收用于directory和inode cache内存的倾向;缺省值100表示内核将根据pagecache和swapcache,把directory和inode cache保持在一个合理的百分比;降低该值低于100,将导致内核倾向于保留directory和inode cache;增加该值超过100,将导致内核倾向于回收directory和inode cache

    /proc/sys/vm/min_free_kbytes

    表示强制Linux VM最低保留多少空闲内存(Kbytes)。

    缺省设置:724(512M物理内存)

    /proc/sys/vm/nr_pdflush_threads

    表示当前正在运行的pdflush进程数量,在I/O负载高的情况下,内核会自动增加更多的pdflush进程。

    /proc/sys/vm/overcommit_memory

    指定了内核针对内存分配的策略,其值可以是0、1、2。

    0, 表示内核将检查是否有足够的可用内存供应用进程使用;如果有足够的可用内存,内存申请允许;否则,内存申请失败,并把错误返回给应用进程。

    1, 表示内核允许分配所有的物理内存,而不管当前的内存状态如何。

    2, 表示内核允许分配超过所有物理内存和交换空间总和的内存(参照overcommit_ratio)。

    缺省设置:0

    /proc/sys/vm/overcommit_ratio

    如果overcommit_memory=2,可以过载内存的百分比,通过以下公式来计算系统整体可用内存。系统可分配内存=交换空间+物理内存*overcommit_ratio/100

    缺省设置:50(%)

    /proc/sys/vm/page-cluster

    表示在写一次到swap区的时候写入的页面数量,0表示1页,1表示2页,2表示4页。

    缺省设置:3(2的3次方,8页)

    /proc/sys/vm/swapiness

    表示系统进行交换行为的程度,数值(0-100)越高,越可能发生磁盘交换。

    更改:

    /etc/sysctl.conf

    vm.dirty_ratio = 40

    sysctl -p

    查看:

    find /proc/sys/vm -name dirty* -print | while read name; do echo $name ;cat ${name

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  • linux查看磁盘io性能

    2021-03-16 09:30:49
    1. 查看磁盘 IO 性能 1.1 top 命令 top 命令通过查看 CPU 的 wa% 值来判断当前磁盘 IO 性能,如果这个数值过大,很可能是磁盘 IO 太高了,当然也可能是其他原因,例如网络 IO 过高等。 1.2 sar 命令 sar 命令...

    1. 查看磁盘 IO 性能 

    1.1 top 命令

    top 命令通过查看 CPU 的 wa% 值来判断当前磁盘 IO 性能,如果这个数值过大,很可能是磁盘 IO 太高了,当然也可能是其他原因,例如网络 IO 过高等。

    1.2 sar 命令

    sar 命令是分析系统瓶颈的神器,可以用来查看 CPU 、内存、磁盘、网络等性能。

    sar 命令查看当前磁盘性能的命令为:

    sar -d -p 1 2

    其中, “-d”参数代表查看磁盘性能,“-p”参数代表将 dev 设备按照 sda,sdb……名称显示,“1”代表每隔1s采取一次数值,“2”代表总共采取2次数值。

    • await:平均每次设备 I/O 操作的等待时间(以毫秒为单位)。 

    • svctm:平均每次设备 I/O 操作的服务时间(以毫秒为单位)。

    • %util:一秒中有百分之几的时间用于 I/O 操作。  

    对于磁盘 IO 性能,一般有如下评判标准:

    正常情况下 svctm 应该是小于 await 值的,而 svctm 的大小和磁盘性能有关,CPU 、内存的负荷也会对 svctm 值造成影响,过多的请求也会间接的导致 svctm 值的增加。

    await 值的大小一般取决与 svctm 的值和 I/O 队列长度以 及I/O 请求模式,如果 svctm 的值与 await 很接近,表示几乎没有 I/O 等待,磁盘性能很好,如果 await 的值远高于 svctm 的值,则表示 I/O 队列等待太长,系统上运行的应用程序将变慢,此时可以通过更换更快的硬盘来解决问题。

    %util 项的值也是衡量磁盘 I/O 的一个重要指标,如果 %util 接近 100% ,表示磁盘产生的 I/O 请求太多,I/O 系统已经满负荷的在工作,该磁盘可能存在瓶颈。长期下去,势必影响系统的性能,可以通过优化程序或者通过更换更高、更快的磁盘来解决此问题。

    默认情况下,sar从最近的0点0分开始显示数据;如果想继续查看一天前的报告;可以查看保存在/var/log/sa/下的sar日志:

    sar -d -p -f  /var/log/sa/sa11  | more

    1.3 iostat 命令

    iostat主要用于监控系统设备的 IO 负载情况,iostat 首次运行时显示自系统启动开始的各项统计信息,之后运行 iostat 将显示自上次运行该命令以后的统计信息。用户可以通过指定统计的次数和时间来获得所需的统计信息。

    iostat -dxk 1 2

    该命令的结果与上面  sar -d -p 1 2  命令类似,实际使用中主要还是看 await svctm %util 参数。

     

    2. 测试磁盘 IO 性能

    2.1 hdparm 命令

    hdparm 命令提供了一个命令行的接口用于读取和设置IDE或SCSI硬盘参数,注意该命令只能测试磁盘的读取速率。

    例如,测试 sda 磁盘的读取速率:

    hdparm -Tt /dev/sda1

    linux先要安装hdparm服务.结果显示带缓存的读取速率为9955MB/s,磁盘的实际读取速率为567MB/s

    2.2 fio 命令

    fio 命令是专门测试 iops 的命令,比 dd 命令准确,fio 命令的参数很多,这里举几个例子供大家参考:

    顺序读:

    fio -filename=/var/test.file -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=read -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=test_r
    

    顺序写:

    fio -filename=/var/test.file -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randwrite -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=test_randw

    顺序写:

    fio -filename=/var/test.file -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=write -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=test_w

    混合随机读写:

    fio -filename=/var/test.file -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=test_r_w -ioscheduler=noop

     

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  • Linux磁盘IO调度算法

    2021-05-13 00:57:58
    A、CFQ(完全公平排队I/O调度程序)最新的内核版本和发行版中,都选择CFQ做为默认的I/O调度器,对于通用的服务器是最好的选择。...对于很多IO压力较大的场景就并不是很适应,尤其是IO压力集中在某些进程上的场景...

    A、CFQ(完全公平排队I/O调度程序)

    最新的内核版本和发行版中,都选择CFQ做为默认的I/O调度器,对于通用的服务器是最好的选择。

    CFQ对于多媒体应用(video,audio)和桌面系统是最好的选择。

    CFQ赋予I/O请求一个优先级,而I/O优先级请求独立于进程优先级,高优先级的进程的读写不能自动地继承高的I/O优先级。

    对于很多IO压力较大的场景就并不是很适应,尤其是IO压力集中在某些进程上的场景。因为这种场景我们需要更多的满足某个或者某几个进程的IO响应速度,而不是让所有的进程公平的使用IO,比如数据库应用。

    CFQ试图均匀地分布对I/O带宽的访问,避免进程被饿死并实现较低的延迟,是deadline和as调度器的折中。

    CFQ工作原理:

    CFQ为每个进程/线程,单独创建一个队列来管理该进程所产生的请求,也就是说每个进程一个队列,每个队列按照上述规则进行merge和sort。

    各队列之间的调度使用时间片来调度,以此来保证每个进程都能被很好的分配到I/O带宽,I/O调度器每次执行一个进程的4次请求。可以调queued和quantum来优化。

    B、NOOP(电梯式调度程序)

    在Linux 2.4或更早的版本的调度程序,那时只有这一种I/O调度算法,I/O请求被分配到队列,调度由硬件进行,只有当CPU时钟频率比较有限时进行。

    Noop对所有的I/O请求都用FIFO队列形式处理,默认认为I/O不会存在性能问题。

    CPU像电梯算法一样对I/O请求进行组织,当有一个新的请求到来时,它将请求合并到最近的请求之后,以此来保证请求同一介质。

    NOOP倾向饿死读而利于写,NOOP对于闪存设备,RAM,嵌入式系统是最好的选择。

    电梯算法饿死读请求的解释:

    因为写请求比读请求更容易,写请求通过文件系统cache,不需要等一次写完成,就可以开始下一次写操作,写请求通过合并,堆积到I/O队列中。

    读请求需要等到它前面所有的读操作完成,才能进行下一次读操作,在读操作之间有几毫秒时间,而写请求在这之间就到来,饿死了后面的读请求。

    C、Deadline(截止时间调度程序)

    Deadline确保了在一个截止时间内服务请求,这个截止时间是可调整的,而默认读期限短于写期限,这样就防止了写操作因为不能被读取而饿死的现象。

    Deadline对数据库环境(ORACLE、MySQL等)是最好的选择。

    Deadline实现了四个队列,其中两个分别处理正常read和write,按扇区号排序,进行正常IO的合并处理以提高吞吐量。

    因为IO请求可能会集中在某些磁盘位置,这样会导致新来的请求一直被合并,于是可能会有其他磁盘位置的IO请求被饿死。

    于是实现了另外两个处理超时read和write的队列,按请求创建时间排序,如果有超时的请求出现,就放进这两个队列,调度算法保证超时(达到最终期限时间)的队列中的请求会优先被处理,防止请求被饿死。

    由于Deadline的特点,无法区分进程,也就不能实现针对进程的IO资源控制。

    E、总结

    1.cfq是一种比较通用的调度算法,是一种以进程为出发点考虑的调度算法,保证尽量公平。

    2.deadline是一种以提高机械硬盘吞吐量为思考出发点的调度算法,只有当有IO请求达到最终期限的时候才进行调度,非常适合业务比较单一并且IO压力比较重的业务,比如数据库。

    3.noop在固态硬盘这种场景下,使用noop是最好的,deadline次之,而cfq由于复杂度的原因,效率最低。

    F、I/O调度方法的查看与设置

    #查看操作系统版本

    # cat /etc/redhat-release

    CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)

    #查看当前系统的I/O调度方法

    # cat /sys/block/sda/queue/scheduler

    noop [deadline] cfq

    #查看CentOS7下IO支持的调度

    # dmesg | grep -i scheduler

    [ 1.018721] io scheduler noop registered

    [ 1.018725] io scheduler deadline registered (default)

    [ 1.018752] io scheduler cfq registered

    [ 1.018756] io scheduler mq-deadline registered

    [ 1.018759] io scheduler kyber registered

    #临时更改I/O调度方法更改到cfq

    # echo cfq > /sys/block/sda/queue/scheduler

    #永久更改I/O调度方法

    #修改内核引导参数,加入elevator=调度程序名

    CentOS7:

    # grubby --update-kernel=ALL --args="elevator=deadline"

    # reboot

    # cat /sys/block/sda/queue/scheduler

    noop [deadline] cfq

    CentOS6:

    # vim /boot/grub/menu.lst

    更改到如下内容:

    kernel /boot/vmlinuz-2.6.32-754.9.1.el6.x86_64 ro root=UUID=b7099316-3b2e-41c6-b5a4-1e5da27c8c48 elevator=deadline rhgb quiet

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  • linux 查看磁盘io瓶颈

    2021-05-11 14:23:20
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    2021-01-20 13:34:51
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