btrfs cfq, noop, deadline三种IO调度策略下的IO性能表现

btrfs 格式化和挂载参数：

从结果来看，建议使用deadline。

测试结果:

附录：

io调度器的总体目标是希望让磁头能够总是往一个方向移动,移动到底了再往反方向走,这恰恰就是现实生活中的电梯模型,所以io调度器也被叫做电梯. (elevator)而相应的算法也就被叫做电梯算法.而linux中io调度的电梯算法有好几种,一个叫做as(anticipatory),一个叫做 cfq(complete fairness queueing),一个叫做deadline,还有一个叫做noop(no operation).具体使用哪种算法我们可以在启动的时候通过内核参数elevator来指定.

一)i/o调度的4种算法

1)cfq(完全公平排队i/o调度程序)

特点:

在最新的内核版本和发行版中,都选择cfq做为默认的i/o调度器,对于通用的服务器也是最好的选择.

cfq试图均匀地分布对i/o带宽的访问,避免进程被饿死并实现较低的延迟,是deadline和as调度器的折中.

cfq对于多媒体应用(video,audio)和桌面系统是最好的选择.

cfq赋予i/o请求一个优先级,而i/o优先级请求独立于进程优先级,高优先级的进程的读写不能自动地继承高的i/o优先级.

工作原理:

cfq为每个进程/线程,单独创建一个队列来管理该进程所产生的请求,也就是说每个进程一个队列,各队列之间的调度使用时间片来调度,

以此来保证每个进程都能被很好的分配到i/o带宽.i/o调度器每次执行一个进程的4次请求.

2)noop(电梯式调度程序)

在linux2.4或更早的版本的调度程序,那时只有这一种i/o调度算法.

noop实现了一个简单的fifo队列,它像电梯的工作主法一样对i/o请求进行组织,当有一个新的请求到来时,它将请求合并到最近的请求之后,以此来保证请求同一介质.

noop倾向饿死读而利于写.

noop对于闪存设备,ram,嵌入式系统是最好的选择.

电梯算法饿死读请求的解释:

因为写请求比读请求更容易.

写请求通过文件系统cache,不需要等一次写完成,就可以开始下一次写操作,写请求通过合并,堆积到i/o队列中.

读请求需要等到它前面所有的读操作完成,才能进行下一次读操作.在读操作之间有几毫秒时间,而写请求在这之间就到来,饿死了后面的读请求.

3)deadline(截止时间调度程序)

通过时间以及硬盘区域进行分类,这个分类和合并要求类似于noop的调度程序.

deadline确保了在一个截止时间内服务请求,这个截止时间是可调整的,而默认读期限短于写期限.这样就防止了写操作因为不能被读取而饿死的现象.

deadline对数据库环境(oracle rac,mysql等)是最好的选择.

4)as(预料i/o调度程序)

本质上与deadline一样,但在最后一次读操作后,要等待6ms,才能继续进行对其它i/o请求进行调度.

可以从应用程序中预订一个新的读请求,改进读操作的执行,但以一些写操作为代价.

它会在每个6ms中插入新的i/o操作,而会将一些小写入流合并成一个大写入流,用写入延时换取最大的写入吞吐量.

as适合于写入较多的环境,比如文件服务器

as对数据库环境表现很差.

查看当前系统支持的io调度算法

dmesg | grep -i scheduler

[root@localhost ~]# dmesg | grep -i scheduler

io scheduler noop registered

io scheduler anticipatory registered

io scheduler deadline registered

io scheduler cfq registered (default)

查看当前系统的i/o调度方法:

cat /sys/block/sda/queue/scheduler

noop anticipatory deadline [cfq]

临地更改i/o调度方法:

例如:想更改到noop电梯调度算法:

echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler

想永久的更改i/o调度方法:

修改内核引导参数,加入elevator=调度程序名

vi /boot/grub/menu.lst

更改到如下内容:

kernel /boot/vmlinuz-2.6.18-8.el5 ro root=label=/ elevator=deadline rhgb quiet

重启之后,查看调度方法:

noop anticipatory [deadline] cfq

已经是deadline了