pdflush进程详解

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一、简介 
    由于页高速缓存的缓存作用，写操作实际上会被延迟。当页高速缓存中的数据比后台存储的数据更新时，那么该数据就被称做脏数据。在内存中累积起来的脏页最终必须被写回磁盘。
在以下两种情况发生时，脏页被写回磁盘：
1、当空闲内存低于一个特定的阈值时，内核必须将脏页写回磁盘，以便释放内存。 
2、当脏页在内存中驻留时间超过一个特定的阈值时，内核必须将超时的脏页写回磁盘，以确保脏页不会无限期地驻留在内存中。

上面两种工作的目的完全不同。实际上，在老内核中，这是由两个独立的内核线程分别完成的。但是在2.6内核中，由一群内核线程—pdflush后台回写例程—统一执行两种工作。

我们来看看这两个目标是如何具体实现的。
首先，当系统中的空闲内存低于一个特定的阈值时，pdflush线程将脏页刷新回磁盘。该后台回写例程的目的在于在可用物理内存过低时，释放脏页以重新获得内存。特定的内存阈值可以通过dirty_background_ratio参数设置。当空闲内存比阈值dirty_ background_ratio还低时，内核便会调用函数wakeup_bdflush()唤醒一个pdflush线程，随后pdflush线程进一步调用函数background_writeout()开始将脏页写回磁盘。函数background_ writeout()需要一个长整型参数，该参数指定试图回写的页面数目。函数background_writeout()会连续地写出数据，直到满足以下两个条件：
1、已经有指定的最小数目的页被写出到磁盘。 
2、空闲内存数已经回升，超过了阈值dirty_background_ratio。
上述条件确保了pdflush操作可以减轻系统中内存不足的压力。回写操作不会在达到这两个条件前停止，除非pdflush写回了所有的脏页，没有剩下的脏页可再被写回了。

要满足第二个目标，pdflush后台例程会被周期性唤醒（和空闲内存是否过低无关），将那些在内存中驻留时间过长的脏页写出，确保内存中不会有长期存在的脏页。加入系统发生崩溃，则内存会处于混乱之中，而那些在内存中还没来得及写回磁盘的脏页就会丢失，所以周期性同步回写非常重要。在系统启动时，内核初始化一个定时器，让它周期地唤醒pdflush线程，随后使其运行函数wb_kupdate()。该函数将把所有驻留时间超过百分之dirty_expire_centisecs秒的脏页写回。然后定时器将再次被初始化为百分之dirty_expire_ centisecs秒后唤醒pdflush线程。总而言之，pdflush线程周期地被唤醒并且把超过特定期限的脏页写回磁盘。 

二、proc下的相关控制参数
系统管理员可以在/proc/sys/vm中设置回写相关的参数，也可以通过sysctl系统调用设置它们。

/proc/sys/vm/dirty_ratio
这个参数控制一个进程在文件系统中的文件系统写缓冲区的大小，单位是百分比，表示系统内存的百分比，表示当一个进程中写缓冲使用到系统内存多少的时候，再有磁盘写操作时开始向磁盘写出数据。增大之会使用更多系统内存用于磁盘写缓冲，也可以极大提高系统的写性能。但是，当你需要持续、恒定的写入场合时，应该降低其数值，一般缺省是 40。
 
/proc/sys/vm/dirty_background_ratio
这个参数控制文件系统的pdflush进程，在何时刷新磁盘。单位是百分比，表示系统总内存的百分比，意思是当磁盘的脏数据缓冲到系统内存多少的时候，pdflush开始把脏数据刷新到磁盘。增大会使用更多系统内存用于磁盘写缓冲，也可以极大提高系统的写性能。但是，当你需要持续、恒定的写入场合时，应该降低其数值，一般缺省是10。
 
/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
Pdflush写后台进程每隔多久被唤醒并执行把脏数据写出到硬盘。单位是 1/100 秒。缺省数值是500，也就是 5 秒。如果你的系统是持续地写入动作，那么实际上还是降低这个数值比较好，这样可以把尖峰的写操作削平成多次写操作。设置方法如下：
echo 200 >/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
  
/proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
这个参数声明Linux内核写缓冲区里面的脏数据多“旧”了之后，pdflush 进程就开始考虑写到磁盘中去。单位是 1/100秒。缺省是 30000，也就是 30 秒的数据就算旧了，将会刷新磁盘。对于特别重载的写操作来说，这个值适当缩小也是好的，但也不能缩小太多，因为缩小太多也会导致IO提高太快。建议设置为 1500，也就是15秒算旧。
echo 1500 >/proc/sys/vm/ dirty_expire_centisecs