磁盘I/O性能优化的几个思路

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虽然 I/O 的性能指标很多，相应的性能分析工具也有好几个，但理解了各种指标的含义后，你就会发现它们其实都有一定的关联。

顺着这些关系往下理解，你就会发现，掌握这些常用的瓶颈分析思路，其实并不难。

找出了 I/O 的性能瓶颈后，下一步要做的就是优化了，也就是如何以最快的速度完成 I/O操作，或者换个思路，减少甚至避免磁盘的 I/O 操作。

本文，我就来说说，优化 I/O 性能问题的思路和注意事项。

I/O基准测试

按照我的习惯，优化之前，我会先问自己， I/O 性能优化的目标是什么？换句话说，我们观察的这些 I/O 性能指标（比如 IOPS、吞吐量、延迟等），要达到多少才合适呢？

事实上，I/O 性能指标的具体标准，每个人估计会有不同的答案，因为我们每个人的应用场景、使用的文件系统和物理磁盘等，都有可能不一样。

为了更客观合理地评估优化效果，我们首先应该对磁盘和文件系统进行基准测试，得到文件系统或者磁盘 I/O 的极限性能。

fio（Flexible I/O Tester）正是最常用的文件系统和磁盘 I/O 性能基准测试工具。它提供了大量的可定制化选项，可以用来测试，裸盘或者文件系统在各种场景下的 I/O 性能，包括了不同块大小、不同 I/O 引擎以及是否使用缓存等场景。

fio 的安装比较简单，你可以执行下面的命令来安装它：

# Ubuntu
apt-get install -y fio
# CentOS
yum install -y fio

安装完成后，就可以执行 man fio 查询它的使用方法。

fio 的选项非常多， 我会通过几个常见场景的测试方法，介绍一些最常用的选项。这些常见场景包括随机读、随机写、顺序读以及顺序写等，你可以执行下面这些命令来测试：

#随机读
fio -name=randread -direct=1 -iodepth=64 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G
#随机写
fio -name=randwrite -direct=1 -iodepth=64 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G
#顺序读
fio -name=read -direct=1 -iodepth=64 -rw=read -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=
#顺序写
fio -name=write -direct=1 -iodepth=64 -rw=write -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjob

在这其中，有几个参数需要你重点关注一下。

• direct，表示是否跳过系统缓存。上面示例中，我设置的 1 ，就表示跳过系统缓存。
• iodepth，表示使用异步 I/O（asynchronous I/O，简称 AIO）时，同时发出的 I/O 请求上限。在上面的示