Linux 文件系統IO性能優化【轉】

轉自：https://blog.csdn.net/doitsjz/article/details/50837569

對於LINUX SA來講，服務器性能是須要咱們特別關注的，包括CPU、IO、內存等等系統的優化變得相當重要，這裏轉載一篇很是不錯的關於IO優化的文章，供你們參考和學習：

1、關於頁面緩存的信息，能夠用

cat /proc/meminfo 
看到。其中的Cached 指用於pagecache的內存大小（diskcache-SwapCache）。隨着寫入緩存頁，Dirty 的值會增長。
一旦開始把緩存頁寫入硬盤,Writeback的值會增長直到寫入結束。 Linux 用pdflush進程把數據從緩存頁寫入硬盤，查看有多少個pdflush進程
cat /proc/sys/vm/nr_pdflush_threadspdflush的行爲受/proc/sys/vm中的參數的控制
/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs (default 500): 
1/100秒, 多長時間喚醒pdflush將緩存頁數據寫入硬盤。默認5秒喚醒2個（更多個）線程。
若是wrteback的時間長於dirty_writeback_centisecs的時間，可能會出問題。

 

pdflush的第一件事是讀取
/proc/sys/vm/dirty_expire_centiseconds (default 3000)
1/100秒。緩存頁裏數據的過時時間(舊數據)，在下一個週期內被寫入硬盤。默認30秒是一個很長的時間。

第二件事是判斷內存是否到了要寫入硬盤的限額，由參數決定：
/proc/sys/vm/dirty_background_ratio (default 10)
百分值，保留過時頁緩存（髒頁緩存）的最大值。是以MmeFree+Cached-Mapped的值爲基準的

pdflush寫入硬盤看兩個參數：
1 數據在頁緩存中是否超出30秒，若是是，標記爲髒頁緩存;
2 髒頁緩存是否達到工做內存的10%;

如下參數也會影響到pdflush
/proc/sys/vm/dirty_ratio (default 40)
總內存的最大百分比，系統所能擁有的最大髒頁緩存的總量。超過這個值，開啓pdflush寫入硬盤。若是cache增加快於pdflush，那麼整個系統在40%的時候遇到I/O瓶頸，全部的I/O都要等待cache被pdflush進硬盤後才能從新開始。

對於有高度寫入操做的系統
dirty_background_ratio: 主要調整參數。若是須要把緩存持續的而不是一會兒大量的寫入硬盤，下降這個值。
dirty_ratio：        第二調整參數。

Swapping參數
/proc/sys/vm/swappiness
默認，linux傾向於從物理內存映射到硬盤緩存，保持硬盤緩存儘量大。未用的頁緩存會被放進swap區。
數值爲0，將會避免使用swapping
100，將會盡可能使用swapping
少用swapping會增長程序的響應速度；多用swapping將會提升系統的可用性。

若是有大量的寫操做，爲避免I/O的長時間等待，能夠設置：
$ echo 5 > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio
$ echo 10 > /proc/sys/vm/dirty_ratio

文件系統數據緩衝須要頻繁的內存分配。加大保留內存的值能提高系統速度和穩定。小於8G的內存，保留內存爲64M，大於8G的設置爲256M
$ echo 65536 > /proc/sys/vm/min_free_kbytes

I/O 調度器
cat /sys/block/[disk]/queue/scheduler

4中調度算法
noop anticipatory deadline [cfq] 
deadline :    deadline 算法保證對既定的IO請求以最小的延遲時間。
anticipatory：    有個IO發生後，若是又有進程請求IO，則產生一個默認6ms猜想時間，猜想下一個進程請求IO是幹什麼。這對於隨機讀取會形成較大的延時。
對數據庫應用很糟糕，而對於Web Server等則會表現不錯。
cfq:        對每一個進程維護一個IO隊列，各個進程發來的IO請求會被cfq以輪循方式處理，對每個IO請求都是公平。適合離散讀的應用。
noop:        對全部IO請求都用FIFO隊列形式處理。默認IO不會存在性能問題。

改變調度器
$ echo deadline > /sys/block/sdX/queue/scheduler
對於數據庫服務器，deadline算法是推薦的。

提升調度器請求隊列的
$ echo 4096 > /sys/block/sdX/queue/nr_requests

有大量的讀請求，默認的請求隊列應付不過來，能夠提升這個值。缺點是要犧牲必定的內存。
爲了增長連續讀取的吞吐量，能夠增長預讀數據量。預讀的實際值是自適應的，因此使用一個較高的值，不會下降小型隨機存取的性能。
$ echo 4096 > /sys/block/sdX/queue/read_ahead_kb
若是LINUX判斷一個進程在順序讀取文件，那麼它會提早讀取進程所需文件的數據，放在緩存中。

服務器遇到磁盤寫活動高峯，致使請求處理延遲很是大（超過3秒）。經過調整內核參數，將寫活動的高峯分佈成頻繁的屢次寫，每次寫入的數據比較少。這樣能夠把尖峯的寫操做削平成屢次寫操做。以這種方式執行的效率比較低，由於內核不太有機會組合寫操做。但對於繁忙的服務器，寫操做將更一致地進行，並將極大地改進交互式性能。

<strong>/proc/sys/vm/dirty_ratio </strong>

控制文件系統的寫緩衝區的大小，單位是百分比，表示佔系統內存的百分比，表示當寫緩衝使用到系統內存多少的時候，開始向磁盤寫出數據。增大之會使用更多系統內存用於磁盤寫緩衝，也能夠極大提升系統的寫性能。可是，當你須要持續、恆定的寫入場合時，應該下降其數值。

<strong>/proc/sys/vm/dirty_background_ratio</strong>

控制文件系統的pdflush進程，在什麼時候刷新磁盤。單位是百分比，表示系統內存的百分比，pdflush用於將內存中的內容和文件系統進行同步，好比說,當一個文件在內存中進行修改,pdflush負責將它寫回硬盤.每當內存中的垃圾頁（dirty page）超過10%的時候,pdflush就會將這些頁面備份回硬盤.增大之會使用更多系統內存用於磁盤寫緩衝，也能夠極大提升系統的寫性能。可是，當你須要持續、恆定的寫入場合時，應該下降其數值：

<strong>/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs</strong>

控制內核的髒數據刷新進程pdflush的運行間隔。單位是 1/100 秒。缺省數值是500，也就是 5 秒。若是你的系統是持續地寫入動做，那麼實際上仍是下降這個數值比較好，這樣能夠把尖峯的寫操做削平成屢次寫操做。
若是你的系統是短時間地尖峯式的寫操做，而且寫入數據不大（幾十M/次）且內存有比較多富裕，那麼應該增大此數值。
該參數的設置應該小於dirty_expire_centisecs，但也不能過小，過小I/O太頻繁，反而
使系統性能降低。具體可能須要在生產環境上測試。聽說1:6 (dirty_expire_centisecs  : dirty_writeback_centisecs )的比例比較好。

<strong>/proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs</strong>

聲明Linux內核寫緩衝區裏面的數據多「舊」了以後，pdflush進程就開始考慮寫到磁盤中去。單位是 1/100秒。缺省是 30000，也就是 30 秒的數據就算舊了，將會刷新磁盤。對於特別重載的寫操做來講，這個值適當縮小也是好的，但也不能縮小太多，由於縮小太多也會致使IO提升太快。
固然，若是你的系統內存比較大，而且寫入模式是間歇式的，而且每次寫入的數據不大（好比幾十M），那麼這個值仍是大些的好。

<strong>/proc/sys/vm/vfs_cache_pressure</strong>

表示內核回收用於directory和inode   cache內存的傾向；缺省值100表示內核將根據pagecache和swapcache，把directory和inode   cache保持在一個合理的百分比；下降該值低於100，將致使內核傾向於保留directory和inode   cache；增長該值超過100，將致使內核傾向於回收directory和inode   cache

<strong>/proc/sys/vm/min_free_kbytes</strong>

表示強制Linux   VM最低保留多少空閒內存（Kbytes）。
缺省設置：724（512M物理內存）

<strong>/proc/sys/vm/nr_pdflush_threads</strong>

表示當前正在運行的pdflush進程數量，在I/O負載高的狀況下，內核會自動增長更多的pdflush進程。

<strong>/proc/sys/vm/overcommit_memory</strong>

指定了內核針對內存分配的策略，其值能夠是0、一、2。

0，   表示內核將檢查是否有足夠的可用內存供應用進程使用；若是有足夠的可用內存，內存申請容許；不然，內存申請失敗，並把錯誤返回給應用進程。

1，   表示內核容許分配全部的物理內存，而無論當前的內存狀態如何。

2，   表示內核容許分配超過全部物理內存和交換空間總和的內存（參照overcommit_ratio）。

缺省設置：0

<strong>/proc/sys/vm/overcommit_ratio</strong>

若是overcommit_memory=2，能夠過載內存的百分比，經過如下公式來計算系統總體可用內存。系統可分配內存=交換空間+物理內存*overcommit_ratio/100
缺省設置：50（%）

<strong>/proc/sys/vm/page-cluster</strong>

表示在寫一次到swap區的時候寫入的頁面數量，0表示1頁，1表示2頁，2表示4頁。
缺省設置：3（2的3次方，8頁）

<strong>/proc/sys/vm/swapiness</strong>

表示系統進行交換行爲的程度，數值（0-100）越高，越可能發生磁盤交換。

更改：
/etc/sysctl.conf

<strong>vm.dirty_ratio = 40</strong>

sysctl -p

查看：

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