Linux操作系统中的磁盘调度器

原创 Tonyhacks 2024-01-23

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Linux操作系统中的磁盘调度器是负责决定磁盘I/O请求以何种顺序被传递给磁盘驱动器的组件。它们的目标是最大程度地减少磁盘寻道时间，提高磁盘I/O性能。

常见的 Linux 磁盘调度器：

CFQ（Completely Fair Queuing）：
- CFQ 是 Linux 内核默认的磁盘调度器，特点是根据 I/O 请求的进程进行排序，以保证公平分配磁盘带宽。
- 适用于桌面系统或者通用服务器，但在高负载的数据库服务器上可能表现不佳。
Deadline：
- Deadline 调度器旨在最小化 I/O 操作的等待时间，通过将读写请求放入 FIFO 队列并设置超时来实现。
- 适用于需要快速响应时间的环境，比如数据库服务器。
NOOP：
- NOOP 调度器是一个简单的队列数据结构，它不进行任何排序，而是按照请求到达的顺序直接发送给磁盘。
- 在使用 SSD 或者虚拟化的场景下可能会有不错的表现。
MQ-Deadline：
- MQ-Deadline 是 Deadline 调度器的多队列版本，专为多队列设备和 NVM Express (NVMe) 设备设计。
BFQ（Budget Fair Queuing）：
- BFQ 试图根据每个进程的需求将 I/O 带宽均匀分配，并且允许用户对 I/O 请求进行优先级控制。
- 适用于桌面系统或者具有混合工作负载的环境。

你可以通过查看 /sys/block/<device>/queue/scheduler 文件来确定当前系统正在使用的调度器。选取适当的调度器取决于硬件类型、工作负载以及性能需求。

调度器	优点	缺点	适用场景
CFQ	- 公平分配磁盘带宽，适用于桌面系统和通用服务器。 - 基于进程的排序保证了对于每个进程 I/O 请求的公平调度。	- 在高负载数据库服务器上可能性能欠佳。 - 对于某些特定工作负载表现不佳。	通用服务器、桌面系统
Deadline	- 旨在最小化 I/O 操作的等待时间，适用于需要快速响应时间的环境。 - 通过设置超时来实现快速响应。	- 可能无法有效地处理并发大量的读写请求。	需要快速响应时间的环境，例如数据库服务器
NOOP	- 简单的队列数据结构，适合一些特殊场景如SSD或虚拟化。 - 适用于不需要复杂排序的场景。	- 在一些场景下可能无法充分利用磁盘性能。	SSD、虚拟化环境等
MQ-Deadline	- 针对多队列设备和NVMe设计，充分利用多核CPU优势。	- 相对较新，可能在某些方面缺乏成熟性，并且可能需要更多的测试和验证。	多队列设备、NVMe设备
BFQ	- 尝试根据每个进程的需求将I/O带宽均匀分配。 - 允许用户对I/O请求进行优先级控制。	- 结果取决于具体的工作负载，可能表现不佳。 - 相对于其他算法，BFQ相对较新，可能在某些方面缺乏成熟性，并且可能需要更多的测试和验证。	具有混合工作负载的环境，需要对I/O请求进行优先级控制的场景

root@server:~# cat /sys/block/sda/queue/scheduler
[mq-deadline] none

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