Linux系統調優——磁盤I/O（三）

(1).查看I/O運行狀態相關工具

　1）查看文件系統塊大小

　　對於ext4文件系統，查看文件系統塊大小

[root@CentOS6 ~]# tune2fs -l /dev/sda1 | grep size
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery extent flex_bg sparse_super huge_file uninit_bg dir_nlink extra_isize
Block size:               1024　　//1024字節，爲1KB
Fragment size:            1024
Flex block group size:    16
Inode size:               128

　　對於xfs文件系統，查看文件系統塊大小

[root@youxi1 ~]# xfs_growfs -l /dev/sda1 | grep bsize
log size unchanged, skipping
data     =                       bsize=4096   blocks=262144, imaxpct=25　　//4KB
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=2560, version=2

　2）iostat

　　這個命令須要安裝，直接yum安裝就好

[root@youxi1 ~]# yum -y install sysstat
[root@youxi1 ~]# iostat -d -k -p /dev/sda　　//-d僅顯示磁盤統計信息；-k以K爲單位顯示每秒磁盤請求數，默認單位塊；-p device|ALL 用於顯示塊設備及系統分區的統計信息
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (youxi1)    2019年07月31日  _x86_64_        (4 CPU)

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               1.91        43.02         3.14     158377      11574
sda1              0.50         1.54         0.56       5662       2048
sda2              1.41        41.20         2.59     151667       9526

　　說明以下：

kB_read/s	每秒從磁盤讀入的數據量，單位爲K
kB_wrtn/s	每秒向磁盤寫入的數據量，單位爲K
kB_read	讀入的數據總量，單位爲K
kB_wrtn	寫入的數據總量，單位爲K

　　測試：

[root@youxi1 ~]# dd if=/dev/zero of=a.txt bs=10M count=1000; sync　　//sync同步到硬盤上，方便看到效果
//另外打開一個窗口
[root@youxi1 ~]# iostat  -p sda -dk　　//選了一個最接近巔峯的，能夠看到每秒寫入的數據量
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (youxi1)    2019年07月31日  _x86_64_        (4 CPU)

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda               3.47        20.39      1298.81     160925   10252872
sda1              0.23         0.72         0.26       5662       2048
sda2              3.23        19.54      1298.55     154215   10250824

　3）iotop

　　iotop也須要安裝

[root@youxi1 ~]# yum -y install iotop

　　打開兩個窗口，其中一個窗口先運行iotop -o -d 1命令，另外一個窗口運行「dd if=/dev/zero of=a.txt bs=10M count=1000; sync」命令，這時候運行iotop命令的窗口能夠看到以下狀況。

　　iotop經常使用參數：-o,--only只顯示在讀寫磁盤的程序

　　　　　　　　　-d SEC,--delay=SEC設置刷新時間

　　iotop經常使用交互命令：左右方向鍵，改變排序方式，默認IO排序

　　　　　　　　　　　r改變排序順序

　　　　　　　　　　　o只顯示有IO輸出的進程

　　　　　　　　　　　p進程/線程的顯示方式的切換

　　　　　　　　　　　a顯示累計使用量

　　　　　　　　　　　q退出

　4）測試硬盤速度：hdparm和dd

　　通常使用hdparm來測試硬盤順序讀的速度，dd來測試硬盤順序寫的速度。

　　hdparm須要自行安裝，測試。

[root@youxi1 ~]# yum -y install hdparm
[root@youxi1 ~]# hdparm -t --direct /dev/sda　　//-t不使用預先的數據緩衝，標示了Liunx下沒有任何文件系統開銷時磁盤能夠支持多快的連續數據讀取
//--direct直接繞過緩存進行統計數據
/dev/sda:
 Timing O_DIRECT disk reads: 1226 MB in  3.03 seconds = 404.72 MB/sec

　　dd是自帶的命令。但須要先了解兩個特殊設備：/dev/null僞設備，回收站，寫該文件不會產生IO開銷；/dev/zero僞設備，會產生空字符流，讀該文件不會產生IO開銷。

[root@youxi1 ~]# dd if=/dev/zero of=/test.dbf bs=1M count=2000 oflag=direct,nonblock
記錄了2000+0 的讀入
記錄了2000+0 的寫出
2097152000字節(2.1 GB)已複製，14.5182 秒，144 MB/秒

　　能夠看到，在14.5182秒的時間裏，生成2000M的一個文件，IO寫的速度約爲144MB/秒，這就是個人硬盤順序寫速度了。固然這個速度能夠多測試幾遍取一個平均值。

　　說明：oflag=direct,nonblock中的direct表示讀寫數據採用直接IO方式；nonblock表示讀寫數據採用非阻塞IO方式，這樣繞開緩存，測試的更準確。

(2).磁盤I/O的簡單調優

　1）ulimit資源限制

　　查看全部的資源限制信息

[root@youxi1 ~]# ulimit -a
core file size          (blocks, -c) 0　　//kdump轉儲功能打開後產生的core file大小限制
data seg size           (kbytes, -d) unlimited　　//數據段大小限制
scheduling priority             (-e) 0
file size               (blocks, -f) unlimited　　//文件大小限制
pending signals                 (-i) 15640
max locked memory       (kbytes, -l) 64
max memory size         (kbytes, -m) unlimited
open files                      (-n) 1024　　//打開的文件個數限制
pipe size            (512 bytes, -p) 8　　//管道大小限制
POSIX message queues     (bytes, -q) 819200　　//消息隊列大小限制
real-time priority              (-r) 0
stack size              (kbytes, -s) 8192　　//棧大小限制
cpu time               (seconds, -t) unlimited　　//CPU使用時間限制
max user processes              (-u) 15640　　//最大用戶進程數限制
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited　　//虛擬內存限制
file locks                      (-x) unlimited

　　臨時修改資源限制，例如文件打開的個數

[root@youxi1 ~]# ulimit -n　　//查看
1024
[root@youxi1 ~]# ulimit -n 2048　　//修改
[root@youxi1 ~]# ulimit -n　　//再次查看
2048

　　永久修改資源限制須要前往配置文件/etc/security/limits.conf，而後重啓系統。每行格式：<範圍> <類型> <項目> <數值>。<範圍>能夠是用戶名、@組名、*（全部），還有一個%組名用於maxlogin限制（最大登陸數目）。<類型>只有soft和hard，soft是軟限制，能夠理解爲警告值，hard是真正意義上的最大值，超過會報錯，因此soft的值不能大於hard的值。<項目>的值就比較多了，能夠具體查看文件裏的註釋。

　　這裏演示修改打開的文件最大數

[root@youxi1 ~]# vim /etc/security/limits.conf
*       soft    nofile  4096
*       hard    nofile  4096
[root@youxi1 ~]# ulimit -n　　//重啓以前查看一下
2048
[root@youxi1 ~]# init 6
[root@youxi1 ~]# ulimit -n　　//重啓以後再查看
4096

　　另外還有一個目錄/etc/security/limits.d/下面也會有一些配置文件，例如我下面的20-nproc.conf文件，這是一個進程限制配置文件

[root@youxi1 ~]# vim /etc/security/limits.d/20-nproc.conf　　//我這裏自帶了兩個
* soft nproc 4096
root soft nproc 10240　　//這裏本來是unlimited，如今改成10240
[root@youxi1 ~]# ulimit -u　　//重啓以前查看一下
15640
[root@youxi1 ~]# init 6
[root@youxi1 ~]# ulimit -u　　//重啓以後再查看
10240

　　

追加：linux IO 內核參數調優 之 原理和參數介紹