天高地厚

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浅谈IO优化

Posted on 2013-09-23 11:41  天高地厚-GNU  阅读(1167)  评论(0编辑  收藏  举报
  1.   三层结构

磁盘(存储)、VM(卷管理)和文件系统。专有名词不好理解,打个比方说:磁盘就相当于一块待用的空地;LVM相当于空地上的围墙(把空地划分成多个部分);文件系统则相当于每块空地上建的楼房(决定了有多少房间、房屋编号如何,能容纳多少人住);而房子里面住的人,则相当于系统里面存的数据。

 

  • 文件系统—数据如何存放?

 

File System(文件系统):解决了空间管理的问题,即:数据如何存放、读取。

Buffer Cache:解决数据缓冲的问题。对读,进行cache,即:缓存经常要用到的数据;对写,进行buffer,缓冲一定数据以后,一次性进行写入。

 

  • VM—磁盘空间不足了怎么办?

 

VM其实跟IO没有必然联系。他是处于文件系统和磁盘(存储)中间的一层。VM屏蔽了底层磁盘对上层文件系统的影响。当没有VM的时候,文件系统直接使用存储上的地址空间,因此文件系统直接受限于物理硬盘,这时如果发生磁盘空间不足的情况,对应用而言将是一场噩梦,不得不新增硬盘,然后重新进行数据复制。而VM则可以实现动态扩展,而对文件系统没有影响。另外,VM也可以把多个磁盘合并成一个磁盘,对文件系统呈现统一的地址空间,这个特性的杀伤力不言而喻。

  • 存储—数据放在哪儿?如何访问?如何提高IO速度?

 

数据最终会放在这里,因此,效率、数据安全、容灾是这里需要考虑的问题。而提高存储的性能,则可以直接提高物理IO的性能

2. Logical IO vs Physical IO

 

逻辑IO是操作系统发起的IO,这个数据可能会放在磁盘上,也可能会放在内存(文件系统的Cache)里。

物理IO是设备驱动发起的IO,这个数据最终会落在磁盘上。

      逻辑IO和物理IO不是一一对应的。

IO请求的两个阶段

       等待资源阶段:IO请求一般需要请求特殊的资源(如磁盘、RAM、文件),当资源被上一个使用者使用没有被释放时,IO请求就会被阻塞,直到能够使用这个资源。

       使用资源阶段:真正进行数据接收和发生。

       举例说就是排队服务。

 等待数据阶段,IO分为阻塞IO和非阻塞IO。

       阻塞IO:资源不可用时,IO请求一直阻塞,直到反馈结果(有数据或超时)。

       非阻塞IO:资源不可用时,IO请求离开返回,返回数据标识资源不可用

 使用资源阶段,IO分为同步IO和异步IO。

       同步IO:应用阻塞在发送或接收数据的状态,直到数据成功传输或返回失败。

       异步IO:应用发送或接收数据后立刻返回,数据写入OS缓存,由OS完成数据发送或接收,并返回成功或失败的信息给应用。