Linux 调整顺序磁盘读取以提高性能

我正在按顺序从磁盘读取一个大文件，并试图在读取过程中理解iostat输出

• 文件大小：10 GB
• 读取缓冲区：4KB
• 预读（/sys/block/sda/queue/Read\u-ahead\u-kb）：128 kb

iostat输出如下

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rMB/s    wMB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.00     0.00  833.00   14.00   103.88     0.05   251.30     6.07    5.69    2.33 205.71  1.18 100.00

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rMB/s    wMB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.00    28.00  412.00   12.00   102.50     0.05   495.32    10.78   12.15    4.76  265.83   2.36 100.00

计算I/O请求的平均大小=（rMB/s除以r/s）得到约128 KB的预读值。这似乎表明，虽然读系统调用指定了4KB缓冲区，但实际的磁盘I/O是根据预读值进行的

当我将预读值增加到256KB时，iostat输出如下

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rMB/s    wMB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.00     0.00  833.00   14.00   103.88     0.05   251.30     6.07    5.69    2.33 205.71  1.18 100.00

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rMB/s    wMB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.00    28.00  412.00   12.00   102.50     0.05   495.32    10.78   12.15    4.76  265.83   2.36 100.00

同样，与预读匹配的平均I/O请求大小为256 KB

这一直持续到我将512kb设置为预读值，当我将预读值提高到1024kb时，它就不起作用了——I/O请求的平均大小仍然是512kb。将max_sectors_kb（每个I/O请求的最大数据量）从默认值512 kb增加到1024 kb也没有帮助

---

为什么会发生这种情况？理想情况下，我希望尽可能降低读取IOPS，并在每个I/O请求中读取更多数据（每个请求大于512 KB）。此外，在所有情况下，我的磁盘利用率都达到了100%——我想限制自己以50-60%的磁盘利用率和良好的顺序吞吐量进行读取。简而言之，顺序读I/O的优化应用程序/内核设置是什么。

在1024kb的情况下，预读不起作用的原因应该是硬盘的扇区大小是512kb。请使用命令“fdisk-l”检查硬盘扇区大小。

---

即使更改了预读大小和最大扇区大小参数，IO的实际大小仍然不超过硬件IO大小（扇区大小）。

I/O调度程序算法可能在这方面有发言权。据介绍，

read\u-ahead\u-kb

与noop调度器配合使用效果最佳。Noop在调度方面做的不多，因此对块层参数的反应更好。要查看内核当前正在使用的I/O调度程序，请执行以下操作：

cat/sys/block//queue/scheduler

。Adaptive readahead还将干扰读取的数据量。根据，通过将

POSIX_FADV_RANDOM

标志传递到

POSIX_fadvise（）

系统调用，可以关闭自适应预读。@bytefire-你很正确-使用noop调度程序并增加读取头和最大扇区kb，我能够将读取请求的平均大小增加到3.2MB/s（25次读取中为80MB/s）.这很有趣-有关于这方面的文件吗？另外，为了防止用其他随机读取中断顺序读取的范围，磁盘接受较大的读取是否有益？通常，Linux内核将扇区大小视为512字节，如果磁盘具有不同的扇区大小，低级块设备驱动程序进行必要的转换。一个相关问题：队列/预读kb的限制是什么？在自动测试期间，我发现

0

是可以接受的，

4

也是可以接受的，但是

1

不是。我读到这个值必须至少是设备的块大小，所以对于512字节的块，1k应该是可以的，对吗？