linux磁盤順序?qū)憽㈦S機(jī)寫的方法
更新時間：2019年08月15日 09:34:35 作者：wilson排球
這篇文章主要介紹了linux磁盤順序?qū)?、隨機(jī)寫的方法，本文給大家介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考借鑒價值 ,需要的朋友可以參考下
一、前言
● 隨機(jī)寫會導(dǎo)致磁頭不停地?fù)Q道，造成效率的極大降低；順序?qū)懘蓬^幾乎不用換道，或者換道的時間很短
● 本文來討論一下兩者具體的差別以及相應(yīng)的內(nèi)核調(diào)用
二、環(huán)境準(zhǔn)備
| 組件 | 版本 |
|---|---|
| OS | Ubuntu 16.04.4 LTS |
| fio | 2.2.10 |
三、fio介紹
通過fio測試，能夠反映在讀寫中的狀態(tài)，我們需要重點(diǎn)關(guān)注fio的輸出報告中的幾個關(guān)鍵指標(biāo)：
slat ：是指從 I/O 提交到實際執(zhí)行 I/O 的時長（Submission latency）
clat ：是指從 I/O 提交到 I/O 完成的時長（Completion latency）
lat ：指的是從 fio 創(chuàng)建 I/O 到 I/O 完成的總時長
bw ：吞吐量
iops ：每秒 I/O 的次數(shù)
四、同步寫測試
（1）同步隨機(jī)寫
主要采用fio作為測試工具，為了能夠看到系統(tǒng)調(diào)用，使用strace工具，命令看起來是這樣：
先來測試一個隨機(jī)寫
strace -f -tt -o /tmp/randwrite.log -D fio -name=randwrite -rw=randwrite \ -direct=1 -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -group_reporting -filename=/tmp/test.db
提取關(guān)鍵信息
root@wilson-ubuntu:~# strace -f -tt -o /tmp/randwrite.log -D fio -name=randwrite -rw=randwrite \ > -direct=1 -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -group_reporting -filename=/tmp/test.db randwrite: (g=0): rw=randwrite, bs=4K-4K/4K-4K/4K-4K, ioengine=sync, iodepth=1 fio-2.2.10 Starting 1 process ... randwrite: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=26882: Wed Aug 14 10:39:02 2019 write: io=1024.0MB, bw=52526KB/s, iops=13131, runt= 19963msec clat (usec): min=42, max=18620, avg=56.15, stdev=164.79 lat (usec): min=42, max=18620, avg=56.39, stdev=164.79 ... bw (KB /s): min=50648, max=55208, per=99.96%, avg=52506.03, stdev=1055.83 ... Run status group 0 (all jobs): WRITE: io=1024.0MB, aggrb=52525KB/s, minb=52525KB/s, maxb=52525KB/s, mint=19963msec, maxt=19963msec Disk stats (read/write): ... sda: ios=0/262177, merge=0/25, ticks=0/7500, in_queue=7476, util=36.05%
列出了我們需要重點(diǎn)關(guān)注的信息：
（1）clat ，平均時長56ms左右
（2）lat ，平均時長56ms左右
（3）bw ，吞吐量，大概在52M左右
再來看內(nèi)核調(diào)用信息：
root@wilson-ubuntu:~# more /tmp/randwrite.log ... 26882 10:38:41.919904 lseek(3, 665198592, SEEK_SET) = 665198592 26882 10:38:41.919920 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\200\36\31\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.919969 lseek(3, 4313088, SEEK_SET) = 4313088 26882 10:38:41.919985 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\200\36\31\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920032 lseek(3, 455880704, SEEK_SET) = 455880704 26882 10:38:41.920048 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\200\36\31\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920096 lseek(3, 338862080, SEEK_SET) = 338862080 26882 10:38:41.920112 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\2402\24\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920161 lseek(3, 739086336, SEEK_SET) = 739086336 26882 10:38:41.920177 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\2402\24\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920229 lseek(3, 848175104, SEEK_SET) = 848175104 26882 10:38:41.920245 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\2402\24\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920296 lseek(3, 1060147200, SEEK_SET) = 1060147200 26882 10:38:41.920312 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\2402\24\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920362 lseek(3, 863690752, SEEK_SET) = 863690752 26882 10:38:41.920377 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\2402\24\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920428 lseek(3, 279457792, SEEK_SET) = 279457792 26882 10:38:41.920444 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\2402\24\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920492 lseek(3, 271794176, SEEK_SET) = 271794176 26882 10:38:41.920508 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\2402\24\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 26882 10:38:41.920558 lseek(3, 1067864064, SEEK_SET) = 1067864064 26882 10:38:41.920573 write(3, "\220\240@\6\371\341\277>\0\2402\24\0\0\0\0\202\2\7\320\343\6H\26P\340\277\370\330\30e\30"..., 4096) = 4096 ...
隨機(jī)讀每一次寫入之前都要通過lseek去定位當(dāng)前的文件偏移量
同步順序?qū)?/strong>
用剛才的方法來測試順序?qū)?/p>
root@wilson-ubuntu:~# strace -f -tt -o /tmp/write.log -D fio -name=write -rw=write \ -direct=1 -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -group_reporting -filename=/tmp/test.db write: (g=0): rw=write, bs=4K-4K/4K-4K/4K-4K, ioengine=sync, iodepth=1 fio-2.2.10 Starting 1 process Jobs: 1 (f=1): [W(1)] [100.0% done] [0KB/70432KB/0KB /s] [0/17.7K/0 iops] [eta 00m:00s] write: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=27005: Wed Aug 14 10:53:02 2019 write: io=1024.0MB, bw=70238KB/s, iops=17559, runt= 14929msec clat (usec): min=43, max=7464, avg=55.95, stdev=56.24 lat (usec): min=43, max=7465, avg=56.15, stdev=56.25 ... bw (KB /s): min=67304, max=72008, per=99.98%, avg=70225.38, stdev=1266.88 ... Run status group 0 (all jobs): WRITE: io=1024.0MB, aggrb=70237KB/s, minb=70237KB/s, maxb=70237KB/s, mint=14929msec, maxt=14929msec Disk stats (read/write): ... sda: ios=0/262162, merge=0/10, ticks=0/6948, in_queue=6932, util=46.49%
可以看到：
吞吐量提升至70M左右
再來看一下內(nèi)核調(diào)用：
root@wilson-ubuntu:~# more /tmp/write.log ... 27046 10:54:28.194508 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\360\t\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.194568 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.194627 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.194687 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.194747 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.194807 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.194868 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.194928 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.194988 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195049 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195110 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195197 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195262 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195330 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195426 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195497 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195567 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195637 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195704 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195757 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195807 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195859 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195910 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.195961 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196012 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196062 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0\220\24\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196112 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196162 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196213 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196265 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196314 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196363 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196414 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196472 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196524 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 27046 10:54:28.196573 write(3, "\0\0\23\0\0\0\0\0\0\300\16\0\0\0\0\0\0 \26\0\0\0\0\0\0\320\17\0\0\0\0\0"..., 4096) = 4096 ...
由于順序讀，不需要反復(fù)定位文件偏移量，所以能夠?qū)Ｗ⒂趯懖僮?/p>
五、slat指標(biāo)
從上面的測試，我們在fio的測試報告中，并沒有發(fā)現(xiàn)slat的身影，那是由于上述都是同步操作，對同步 I/O 來說，由于 I/O 提交和 I/O 完成是一個動作，所以 slat 實際上就是 I/O 完成的時間
異步順序?qū)?，將同步順序?qū)懙拿钐砑?ioengine=libaio：
root@wilson-ubuntu:~# fio -name=write -rw=write -ioengine=libaio -direct=1 -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -group_reporting -filename=/tmp/test.db write: (g=0): rw=write, bs=4K-4K/4K-4K/4K-4K, ioengine=libaio, iodepth=1 fio-2.2.10 Starting 1 process Jobs: 1 (f=1): [W(1)] [100.0% done] [0KB/119.3MB/0KB /s] [0/30.6K/0 iops] [eta 00m:00s] write: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=27258: Wed Aug 14 11:14:36 2019 write: io=1024.0MB, bw=120443KB/s, iops=30110, runt= 8706msec slat (usec): min=3, max=70, avg= 4.31, stdev= 1.56 clat (usec): min=0, max=8967, avg=28.13, stdev=55.68 lat (usec): min=22, max=8976, avg=32.53, stdev=55.72 ... bw (KB /s): min=118480, max=122880, per=100.00%, avg=120467.29, stdev=1525.68 ... Run status group 0 (all jobs): WRITE: io=1024.0MB, aggrb=120442KB/s, minb=120442KB/s, maxb=120442KB/s, mint=8706msec, maxt=8706msec Disk stats (read/write): ... sda: ios=0/262147, merge=0/1, ticks=0/6576, in_queue=6568, util=74.32%
可以看到，slat指標(biāo)出現(xiàn)，lat 近似等于 slat + clat 之和（avg平均值）；并且換成異步io之后，吞吐量得到了極大的提升，120M左右
六、總結(jié)
● fio應(yīng)該作為磁盤的baseline工具，拿到機(jī)器（物理機(jī)或者云機(jī)器）都應(yīng)該第一時間對機(jī)器的磁盤做一個基線測試，做到心中有數(shù)
● 本文所有的測試，都是繞開了緩存，在實際應(yīng)用中需要將緩存的影響考慮進(jìn)去
以上所述是小編給大家介紹的linux磁盤順序?qū)?、隨機(jī)寫,希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！
如果你覺得本文對你有幫助，歡迎轉(zhuǎn)載，煩請注明出處，謝謝！
相關(guān)文章
今天小編就為大家分享一篇關(guān)于Linux推薦使用Xfce桌面環(huán)境的8個原因，小編覺得內(nèi)容挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，具有很好的參考價值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧2018-09-09
詳解如何在CentOS7中使用Nginx和PHP7-FPM安裝Nextcloud
這篇文章主要介紹了詳解如何在CentOS7中使用Nginx和PHP7-FPM安裝Nextcloud，會通過 Nginx 和 PHP7-FPM 來運(yùn)行 Nextcloud，同時使用 MariaDB 做為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。2017-03-03
Centos 7下利用crontab定時執(zhí)行任務(wù)詳解
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Centos 7下利用crontab定時執(zhí)行任務(wù)的相關(guān)資料，文中對crontab進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并給出了一些實例代碼供大家參考學(xué)習(xí)，需要的朋友們下面跟著小編一起來學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。2017-06-06
服務(wù)器選擇什么版本的linux，這個問題是個老生常談的問題，每個月都有人討論，根據(jù)我運(yùn)維過1000臺 server的經(jīng)驗，回答如下2014-03-03
Ubuntu下使用python3中的venv創(chuàng)建虛擬環(huán)境
這篇文章主要介紹了Ubuntu下使用python3中的venv創(chuàng)建虛擬環(huán)境,本文給大家介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2019-12-12
Linux中環(huán)境變量包括系統(tǒng)級和用戶級，系統(tǒng)級的環(huán)境變量是每個登錄到系統(tǒng)的用戶都要讀取的系統(tǒng)變量，而用戶級的環(huán)境變量則是該用戶使用系統(tǒng)時加載的環(huán)境變量。所以下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Linux中環(huán)境變量配置的相關(guān)資料，需要的朋友可以參考下。2017-07-07
keeplive+mysql+drbd高可用架構(gòu)安裝步驟
本地(master)與遠(yuǎn)程主機(jī)(backup)的保證實時同步,如果本地系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,遠(yuǎn)程主機(jī)上還會保留有一份相同的數(shù)據(jù),可以繼續(xù)使用.在高可用(HA)中使用DRBD功能,可以代替使用一個共享盤陣.因為數(shù)據(jù)同時存在于本地主機(jī)和遠(yuǎn)程主機(jī)上,切換時,遠(yuǎn)程主機(jī)只要使用它上面的那份備份數(shù)據(jù)2017-08-08
Linux中Docker遇到報port?is?already?allocated錯誤
在Linux系統(tǒng)中,如果嘗試綁定一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)到一個已經(jīng)被其他進(jìn)程使用的端口上,你會遇到“port?is?already?allocated”錯誤,這意味著該端口已經(jīng)被另一個進(jìn)程占用,因此無法再次被分配給任何新的服務(wù)2024-06-06
大家好，本篇文章主要講的是linux壓縮文件和文件解壓縮命令介紹，感興趣的同學(xué)趕快來看一看吧，對你有幫助的話記得收藏一下，方便下次瀏覽2021-12-12
Linux之虛擬機(jī)和主機(jī)互通實現(xiàn)方式
這篇文章主要介紹了Linux之虛擬機(jī)和主機(jī)互通實現(xiàn)方式,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2024-07-07