linux系统编程——文件IO——IO调度与性能

1. 为什么需要IO调度

由于cpu和磁盘的操作周期差 500万倍以上，所以若按照发出IO请求的顺序将IO请求传送给磁盘，效率将非常低，
所以内核会实现IO调度，调整IO请求顺序及时间，以减少磁盘查询次数和大小。
以尽可能降低磁盘访问对系统性能所造成的影响。

2. 磁盘寻址

磁盘虽然使用多级寻址，但现代磁盘会将独一无二的块编号映射到　三级寻址的组合。
所以现代操作系统可以使用块号进行寻址。
通常块与　三级地址　的映射关系是顺序的，如　物理块ｎ，相邻的块为ｎ＋１。
另外文件系统使用的最小数据单元为逻辑块，逻辑块为物理块的整数倍。

2.1 合并和排序

IO调度的基本操作：合并和排序
合并：将相邻块的IO请求组合成一个请求。
排序：按照递增的块顺序安排IO请求。
从而减少磁头移动，高效IO

3.设置合适内核IO调度

若使用固态硬盘，由于没有磁头，所以不需要排序，建议使用 noop
若需要好的交互性，建议使用 cfq，可以避免读饿死
若使用磁盘，建议使用 cfq
在 /sys/block/device/queue/scheduler 设置

4. 用户层IO调度

若希望使用IO排序功能，但是内核IO排序只能作用于一小段IO，
若程序有大量IO，则会导致无法排序访问，若程序自己对IO进行排序，则能保证高效IO。
推荐使用 inode排序，或物理块排序、

inode排序的优点：inode容易获得，容易排序，且接近物理块。
缺点：接近只是猜测，对非unix文件系统而言不准确。
但inode排序是用户空间IO请求调度的最常用方法。

物理块排序：优点：准确的顺序，缺点：获得物理块需要root权限。