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# Linux下如何操作I/O调度器
## 1. I/O调度器概述
在Linux系统中,I/O调度器(I/O Scheduler)是内核用于管理块设备I/O请求的机制。它的主要作用是通过优化请求顺序和合并相邻请求,减少磁盘寻道时间,从而提高存储设备的吞吐量和响应速度。
### 1.1 常见I/O调度器类型
Linux内核提供了多种I/O调度器,常见的有:
- **CFQ(Completely Fair Queuing)**:公平队列调度器,适合多任务环境
- **Deadline**:保证请求的截止时间,适合数据库应用
- **NOOP**:简单的FIFO队列,适合SSD或虚拟化环境
- **Kyber**:新式调度器,针对低延迟设备优化
- **BFQ(Budget Fair Queuing)**:改进的公平队列,适合交互式应用
## 2. 查看当前I/O调度器
### 2.1 查看系统支持的调度器
```bash
cat /sys/block/sdX/queue/scheduler
输出示例:
noop deadline [cfq]
cat /sys/block/sdX/queue/scheduler | grep -o '\[.*\]'
echo 'deadline' > /sys/block/sdX/queue/scheduler
创建文件 /etc/udev/rules.d/60-io-scheduler.rules
:
ACTION=="add|change", KERNEL=="sd[a-z]", ATTR{queue/scheduler}="deadline"
然后重新加载udev规则:
sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger
编辑 /etc/default/grub
,在 GRUB_CMDLINE_LINUX
中添加:
elevator=deadline
更新GRUB配置:
sudo update-grub # Debian/Ubuntu
sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg # RHEL/CentOS
# 设置优先级
echo 1 > /sys/block/sdX/queue/iosched/prio_type
# 调整时间片长度(毫秒)
echo 100 > /sys/block/sdX/queue/iosched/quantum
# 查看所有可调参数
ls /sys/block/sdX/queue/iosched/
# 读请求超时(毫秒)
echo 500 > /sys/block/sdX/queue/iosched/read_expire
# 写请求超时(毫秒)
echo 5000 > /sys/block/sdX/queue/iosched/write_expire
# 批量写入大小(扇区)
echo 1024 > /sys/block/sdX/queue/iosched/writes_starved
推荐使用 CFQ 或 Deadline: - 多用户环境:CFQ - 数据库应用:Deadline
推荐使用 NOOP 或 Kyber: - NOOP:简单队列,减少调度开销 - Kyber:专为低延迟设备设计
推荐使用 NOOP,因为宿主机已经做了I/O调度
sudo apt install fio # Debian/Ubuntu
sudo yum install fio # RHEL/CentOS
# 随机读测试
fio --name=randread --ioengine=libaio --rw=randread --bs=4k --numjobs=4 --size=1G --runtime=60 --time_based --group_reporting
调度器 | 随机读IOPS | 随机写IOPS | 延迟(ms) |
---|---|---|---|
CFQ | 15,000 | 8,000 | 1.2 |
Deadline | 18,000 | 9,500 | 0.8 |
NOOP | 20,000 | 11,000 | 0.5 |
现代内核(4.0+)支持多队列块层:
cat /sys/block/sdX/queue/nr_requests # 查看队列深度
echo 128 > /sys/block/sdX/queue/nr_requests # 修改队列深度
# 创建cgroup
cgcreate -g blkio:/mygroup
# 限制I/O带宽
echo "8:0 1048576" > /sys/fs/cgroup/blkio/mygroup/blkio.throttle.write_bps_device
Q:修改调度器后系统变慢? A:可能是调度器与硬件不匹配,尝试其他调度器
Q:SSD是否需要I/O调度? A:现代SSD建议使用NOOP或Kyber,传统调度器可能带来额外开销
Q:如何确认修改生效?
A:使用 cat /sys/block/sdX/queue/scheduler
确认当前调度器
选择合适的I/O调度器可以显著提升系统存储性能。建议: 1. 了解硬件特性(HDD/SSD/NVMe) 2. 根据应用场景选择调度器 3. 进行基准测试验证效果 4. 考虑使用cgroup进行细粒度控制
通过合理配置I/O调度器,可以使Linux系统在各种负载下都能获得最佳存储性能。 “`
这篇文章提供了约1100字的详细指南,涵盖了I/O调度器的查看、修改、调优和性能测试等内容,采用Markdown格式编写,包含代码块、表格和结构化标题。
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