如何在 Linux 系统上选择最佳 I/O 调度器以优化性能？

为 Linux 系统选择最佳 I/O 调度器

什么是 I/O 调度器？

Linux 内核使用 I/O 调度器来管理对磁盘和其他设备的 I/O 请求。不同的调度器采用不同的算法来优化 I/O 性能，根据硬件和工作负载的不同，特定调度器会比其他调度器表现得更好。

常见的 I/O 调度器

Linux 内核提供了多种 I/O 调度器，其中最常见的有：

• 完全公平队列 (CFQ) ：为每个进程维护一个请求队列，公平分配 I/O 带宽，防止单个进程过度占用资源。
• 无操作 (NOOP) ：不执行任何调度，按请求顺序处理 I/O 请求。
• 预期 (ANTICIPATORY) ：预测未来 I/O 请求以优化性能，提前获取数据以减少访问时间。
• 截止 (DEADLINE) ：为每个 I/O 请求分配截止时间，优先处理接近截止时间的请求，确保及时完成。

根据硬件选择调度器

不同的 I/O 调度器适合不同的硬件类型：

• 基于闪存的驱动器 (如 SSD) ：NOOP 调度器具有最小的开销，通常是最佳选择。
• 机械硬盘驱动器 (如 HDD) ：CFQ 或截止调度器通过优化 I/O 请求和提高吞吐量，通常表现更好。
• 预期调度器 ：对于具有可预测 I/O 模式的高负载系统，可以考虑使用预期调度器。

在定制内核中包含多个调度器

一般来说，不建议在定制内核中包含所有四个调度器，因为：

• 内核可以动态加载和卸载调度器，根据需要添加或删除。
• 一个调度器通常足以满足系统的 I/O 需求。
• 编译多个调度器会增加内核大小和开销。

最佳实践

为 Linux 系统选择最佳 I/O 调度器时，请遵循以下最佳实践：

• 基于闪存的驱动器： 使用 NOOP 调度器。
• 机械硬盘驱动器： 使用 CFQ 或截止调度器。
• 高负载系统： 考虑使用预期调度器。
• 根据需要动态加载和卸载调度器。
• 避免在定制内核中包含多个调度器。

通过遵循这些准则，您可以选择一个最适合您的硬件和工作负载的 I/O 调度器，从而优化 Linux 系统的 I/O 性能。

常见问题解答

• Q：我怎样才能在系统上查看当前使用的 I/O 调度器？

  • A：使用 cat /sys/block/[disk]/queue/scheduler 命令。

• Q：如何更改 I/O 调度器？

  • A：使用 echo [scheduler-name] > /sys/block/[disk]/queue/scheduler 命令。

• Q：为什么 NOOP 调度器最适合基于闪存的驱动器？

  • A：因为它具有最小的开销，从而避免了对 SSD 性能的任何潜在影响。

• Q：CFQ 调度器如何提高机械硬盘驱动器的性能？

  • A：通过公平分配 I/O 带宽和防止饥饿，从而优化 I/O 请求并提高吞吐量。

• Q：什么时候应该使用预期调度器？

  • A：对于具有可预测 I/O 模式的高负载系统，预期调度器可以通过提前获取数据来提高性能。