磁盘IO性能优化方式

在linux中 fio（Flexible I/O Tester）是最常用的文件系统和磁盘 I/O 性能基准测试工具。它提供了大量的可定制化选项，可以用来测试，裸盘或者文件系统在各种场景下的 I/O 性能，包g括了不同块大小、不同 I/O 引擎以及是否使用缓存等场景。

  1. # Ubuntu
  2. > apt-get install -y fio
  4. # CentOS
  5. > yum install -y fio
  1. # 随机读
  2. > fio -name=randread -direct=1 -iodepth=64 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/sdb
  4. # 随机写
  5. > fio -name=randwrite -direct=1 -iodepth=64 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/sdb
  7. # 顺序读
  8. > fio -name=read -direct=1 -iodepth=64 -rw=read -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/sdb
  10. # 顺序写
  11. > fio -name=write -direct=1 -iodepth=64 -rw=write -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/sdb
  • direct，表示是否跳过系统缓存。上面示例中，我设置的 1 ，就表示跳过系统缓存。
  • iodepth，表示使用异步 I/O（asynchronous I/O，简称 AIO）时，同时发出的 I/O 请求上限。在上面的示例中，我设置的是 64。
  • rw，表示 I/O 模式。我的示例中， read/write 分别表示顺序读 / 写，而 randread/randwrite 则分别表示随机读 / 写。
  • ioengine，表示 I/O 引擎，它支持同步（sync）、异步（libaio）、内存映射（mmap）、网络（net）等各种 I/O 引擎。上面示例中，我设置的 libaio 表示使用异步 I/O。
  • bs，表示 I/O 的大小。示例中，我设置成了 4K（这也是默认值）。
  • filename，表示文件路径，当然，它可以是磁盘路径（测试磁盘性能），也可以是文件路径（测试文件系统性能）。示例中，我把它设置成了磁盘 /dev/sdb。不过注意，用磁盘路径测试写，会破坏这个磁盘中的文件系统，所以在使用前，你一定要事先做好数据备份。

磁盘优化

磁盘优化的方法:

  • 最简单有效的优化方法，就是换用性能更好的磁盘，比如用 SSD 替代 HDD。
  • 其次是我们可以使用RAID，把多块磁盘组合成一个逻辑磁盘，构成冗余独立磁盘阵列。这样做既可以提高数据的可靠性，又可以提升数据的访问性能。
  • 对于磁盘和应用程序I/O模式的特征，我们可以选择最适合的I/O 调度算法。比方说，SSD 和虚拟机中的磁盘，通常用的是noop调度算法。而数据库应用，我更推荐使用 deadline 算法。
  • 可以对应用程序的数据，进行磁盘级别的隔离。比如，我们可以为日志、数据库等 I/O 压力比较重的应用，配置单独的磁盘。
  • 在顺序读比较多的场景中，我们可以增大磁盘的预读数据，比如，你可以通过下面两种方法，调整 /dev/sdb 的预读大小。调整内核选项 /sys/block/sdb/queue/read_ahead_kb，默认大小是 128 KB，单位为 KB。使用 blockdev 工具设置，比如 blockdev --setra 8192 /dev/sdb，注意这里的单位是 512B（0.5KB），所以它的数值总是 read_ahead_kb 的两倍。
  • 除了上面的还可以优化内核块设备 I/O 的选项。比如，可以调整磁盘队列的长度 /sys/block/sdb/queue/nr_requests，适当增大队列长度，可以提升磁盘的吞吐量（当然也会导致 I/O 延迟增大）。