Linux性能优化之磁盘I/O调优

　　I/O指标已介绍，那么如何查看系统的这些指标呢？

　　一、根据工具查性能

　　　　

　　二、根据性能找工具

　　　　

 　　三、磁盘I/O观察实例

　　　　iostat 是最常用的磁盘 I/O 性能观测工具，它提供了每个磁盘的 使用率 、 IOPS 、 吞吐量 等各种常见的性能指标。这些指标实际上来自 /proc/diskstats。
　　　　

　　　　1）%util ，就是我们前面提到的磁盘 I/O 使用率；

　　　　2）r/s+ w/s ，就是 IOPS；
　　　　3）rkB/s+wkB/s ，就是吞吐量；
　　　　4）r_await+w_await ，就是响应时间。
　　　　5）iostat 并不能直接得到磁盘饱和度。可以把观测到的，平均请求队列长度或者读写请求完成的等待时间，跟基准测试的结果进行对比，综合评估磁盘的饱和情况。
　　四、进程I/O观察实例

　　　　可以使用 pidstat 和 iotop 这两个工具。
　　　　　　

 　　　　　　

 　　五、I/O优化策略

　　　　1.应用程序优化策略
　　　　　　第一，可以用追加写代替随机写，减少寻址开销，加快 I/O 写的速度。
　　　　　　第二，可以借助缓存 I/O ，充分利用系统缓存，降低实际 I/O 的次数。
　　　　　　第三，可以在应用程序内部构建自己的缓存，或者用 Redis 这类外部缓存系统。
　　　　　　第四，需要频繁读写同一块磁盘空间时，可以用 mmap 代替 read/write，减少内存的拷贝次数。
　　　　　　第五，在需要同步写的场景中，尽量将写请求合并，而不是让每个请求都同步写入磁盘。
　　　　　　第六，在多个应用程序共享相同磁盘时，为了保证 I/O 不被某个应用完全占用，推荐你使用 cgroups 的 I/O 子系统，来限制进程 / 进程组的 IOPS 以及吞吐量。
　　　　2.文件系统优化策略
　　　　　　第一，可以根据实际负载场景的不同，选择最适合的文件系统。比如 Ubuntu 默认使用 ext4 文件系统。
　　　　　　第二，在选好文件系统后，还可以进一步优化文件系统的配置选项 。
　　　　　　第三，可以优化文件系统的缓存 。

　　　　3.磁盘优化策略
　　　　　　磁盘也是整个 I/O 栈的最底层。从磁盘角度出发，自然也有很多有效的性能优化方法
　　　　　　第一，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。
　　　　　　第二，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。
　　　　　　第三，针对磁盘和应用程序 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。
　　　　　　第四，可以对应用程序的数据，进行磁盘级别的隔离 。
　　　　　　第五，在顺序读比较多的场景中，可以增大磁盘的预读数据 。
　　　　　　第六，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,以提升磁盘的吞吐量 。