Linux性能优化之磁盘优化磁盘优化有什么用 _小知识

前言
关于本章内容，设计的东西比较多。这里会有关于文件系统、磁盘、CPU等方面的知识，以及涉及到关于这方面的性能排查等。
术语
文件系统通过缓存和缓冲以及异步I/O等手段来缓和磁盘的延时对应用程序的影响。为了更详细的了解文件系统，以下就简单介绍一些相关术语：

文件系统：一种把数据组织成文件和目录的存储方式，提供了基于文件的存取接口，并通过文件权限控制访问。另外，一些表示设备、套接字和管道的特殊文件类型，以及包含文件访问时间戳的元数据。
文件系统缓存：主存(通常是DRAM) 的一块区域，用来缓存文件系统的内容，可能包含各种数据和元数据。
操作：文件系统的操作是对文件系统的请求，包括读、写、打开、关闭、创建以及其他操作。
I/O：输入/输出。文件系统I/O有多种定义，这里仅指直接读写（执行I/O）的操作，包括读、写、状态统计、创建。I/O不包括打开文件和关闭文件。
逻辑I/O：由应用程序发给文件系统的I/O 。
物理I/O：由文件系统直接发给磁盘的I/O 。
吞吐量：当前应用程序和文件系统之间的数据传输率，单位是B/S 。
inode：一个索引节点时一种含有文件系统对象元数据的数据结构，其中有访问权限、时间戳以及数据指针。
VFS：虚拟文件系统，一个为了抽象与支持不同文件系统类型的内核接口。

磁盘相关术语：

存储设备的模拟。在系统看来，这是一块物理磁盘，但是，它可能由多块磁盘组成。
传输总线：用来通信的物理总线，包括数据传输以及其他磁盘命令。
扇区：磁盘上的一个存储块，通常是512B的大小。
I/O：对于磁盘，严格地说仅仅指读、写，而不包括其他磁盘命令。I/O至少由方向（读或写）、磁盘地址（位置）和大小（字节数）组成。
磁盘命令：除了读写之外，磁盘还会被指派执行其他非数据传输的命令（例如缓存写回）。
带宽：存储传输或者控制器能够达到的最大数据传输速率。
I/O延时：一个I/O操作的执行时间，这个词在操作系统领域广泛使用，早已超出了设备层。

相关概念
文件系统延时
文件系统延时是文件系统性能一项主要的指标，指的是一个文件系统逻辑请求从开始到结束的时间。它包括消耗在文件系统、内核磁盘I/O子系统以及等待磁盘设备——物理I/O的时间。应用程序的线程通常在请求时阻塞，等地文件系统请求的结束。这种情况下，文件系统的延时与应用程序的性能直接和成正比关系。在某些情况下，应用程序并不受文件系统的直接影响，例如非阻塞I/O或者I/O由一个异步线程发起。
缓存
文件系统启动之后会使用主存(RAM)当缓存以提供性能。缓存大小随时间增长而操作系统的空余内存不断减小，当应用程序需要更多内存时，内核应该迅速从文件系统缓存中释放一些内存空间。文件系统用缓存(caching)提高读性能，而用缓冲(buffering)提高写性能。文件系统和块设备子系统一般使用多种类型的缓存。
随机I/O与顺序I/O
一连串的文件系统逻辑I/O，按照每个I/O的文件偏移量，可以分为随机I/O与顺序I/O 。顺序I/O里每个I/O都开始于上一个I/O结束的地址。随机I/O则找不出I/O之间的关系，偏移量随机变化。随机的文件系统负载也包括存取随机的文件。由于存储设备的某些性能特征的缘故，文件系统一直以来在磁盘上顺序和连续的存放文件数据，以努力减小随机I/O的数目。当文件系统未能达到这个目标时，文件的摆放变得杂乱无章，顺序的逻辑I/O被分解成随机的物理I/O，这种情况被称为碎片化。
提示：关于文件系统更多内容，还请自行查阅相关理论。比如你还需要了解文件系统的预读、预取、写回缓存、同步写、裸I/O、直接I/O、内存映射文件、元数据等相关知识。
性能分析
具备背景知识是分析性能问题时需要了解的。比如硬件 cache;再比如操作系统内核。应用程序的行为细节往往是和这些东西互相牵扯的，这些底层的东西会以意想不到的方式影响应用程序的性能，比如某些程序无法充分利用 cache，从而导致性能下降。比如不必要地调用过多的系统调用，造成频繁的内核 / 用户切换等。如果想深入了解Linux系统，建议购买相关书籍进行系统的学习。下面我们介绍如何分析磁盘性能工具（其实准确来说，不只是磁盘）：
iostat
汇总了单个磁盘的统计信息，为磁盘负载、使用率和饱和度提供了指标。默认显示一行系统总结信息，包括内核版本、主机名、日志、架构和CPU数量等，每个磁盘设备都占一行。

Linux性能优化之磁盘优化 磁盘优化有什么用

Linux性能优化之磁盘优化磁盘优化有什么用