AIX 操作系统中AIO、DIO、CIO 的相关概念介绍

AIO

AIO 的全称为 Asynchronous I/O，即异步 I/O。在 AIO 的工作模式下，应用程序向操作系统发起 I/O 请求（读 / 写）以后，不必等 I/O 完成，即可发起新的 I/O 请求。通过这种方法，可以提示提升 I/O 吞吐量和性能。从 AIX5L 起，AIX 支持两种 AIO：legacy AIO 和 POSIX AIO。AIO 既支持文件系统也支持裸设备。

DIO

AIO 的全称为 Direct I/O，即直接 I/O。在 DIO 的工作模式下，数据直接从磁盘传送到应用的缓存，而不经过文件的 buffer cache。DIO 是 JFS 文件系统的一个选项，对于一些应用，如 Oracle 数据库，它本身有自己的缓存，如果再使用文件系统缓存，反而会造成性能的下降，在这种情况下，使用 DIO 会提升一定的性能。但是，当应用有大量的顺序读 I/O 的时候，使用 DIO 的方式由于缺少读缓存，会造成一定的性能下降。

CIO

CIO 的全称为 Concurrent I/O 即并发 I/O。CIO 的工作模式是建立在 DIO 模式基础之上的。在 JFS2 的环境下，如果应用需要绕过文件系统缓存，经常会使用 CIO 模式来替代 DIO 模式。在 CIO 的工作模式下，数据会从磁盘直接传递到应用的缓存。从 AIX 5.2.10 开始，JFS2 支持 CIO 选项。

我们知道，在文件系统中，为了保证数据和文件系统的一致性，需要使用 inode lock。Inode lock 保证一个文件在某一时刻，只有一个写 I/O，并且为了避免读到 stale 的数据，写的时候并发读也是不被允许的。

而在 CIO 的工作模式下，JFS2 会绕过 inode lock，从而实现多个线程可以同时读写一个共享文件。而在这种情况下，数据的一致性就需要应用或数据库来提供，如 DB2 Pure Scale、Oracle RAC。

AIO、DIO、CIO 的区别

AIO 在 AIX6.1 中默认是打开的，它既支持文件系统，也支持裸设备。而 DIO 和 CIO 是文件系统的一个选项。我们可以在 mount 文件系统的时候，进行设置，执行命令如下 :

#mount -o dio /weixinyu #mount -o cio /weixinyu

对于已经挂载的文件系统，也可以修改其 I/O 方式 :

# chfs -a options=rw,dio /weixinyu # chfs -a options=rw,aio /weixinyu

DIO 与 CIO 本质上并不矛盾，均属于“绕过文件系统缓存”的 I/O 方式。不同的是，在 DIO 的工作模式下，文件系统中的数据一致性是通过 inode lock 来实现的；而 CIO 为了提高文件的并发读写性，会绕过 inode lock，让应用来提供文件一致性锁。

AIO 对于裸设备的支持与 CIO 对文件系统支持的方式类似，都是通过“FastPath”来实现。前者受内核参数 fastpath 控制，后者受内核参数 fsfastpath 控制。在 AIX6.1 中，这两个参数默认都是设置为 1。

# ioo -F -a |grep -i path aio_fastpath = 1 aio_fsfastpath = 1

三种 I/O 方式的逻辑关系如下图：