深入探究Linux CFQ调度机制，优化IO性能 (linux cfq 调度)
引言
随着数据存储日益增长，对IO性能的要求也越来越高，Linux系统作为主流服务器操作系统，IO性能优化一直是系统管理员和开发人员关注的重点。本文深入探究了Linux CFQ调度器的工作原理和优化方法，希望为IO性能优化提供一些帮助。
CFQ调度机制介绍
CFQ是Linux内核中的一种IO调度算法，全称为Complete Fr Queuing。CFQ调度对于优化IO性能有着至关重要的作用，在选择适当的IO调度算法的过程中也成为了Linux系统管理员的一个重要参考指标。
CFQ调度器的主要作用是在挂载的磁盘中进行IO请求调度。它会在IO请求中选择合适的请求顺序，根据进程优先级以及IO请求的大小来实现公平调度。CFQ调度器会将所有IO请求分类为Sync、Async、和Discard三种，然后将它们放到三个不同的队列中进行调度。
在CFQ调度器中，同一时刻只有一个进程获得资源调度。如果有多个进程同时请求IO资源，CFQ调度器会按照公平原则，将资源平均分配给每个进程。这也是CFQ调度器相比其他调度器的优势之一。
除此之外，CFQ调度器也能保证对于优先级较高的进程，尽可能优先分配IO资源。这意味着对于对于低优先级的进程，IO请求的排队时间或许会增加，但是可以避免高优先级的进程长时间等待IO资源。
CFQ调度器优化方法
CFQ调度器是一个非常灵活的调度器，其默认的配置已经能够适应大多数场景。但是在特定的场景下，优化CFQ调度器的参数能够极大地提高系统的IO性能。
1. 增加调度队列
在系统中增加更多的调度队列，能够避免IO操作出现瓶颈。通过增加队列，能够大大减少IO请求的排队时间，加快IO操作的执行速度。
2. 调整队列深度
队列深度是指对于每个队列，它最多可以保存的IO请求的个数。对于一个IO密集型的系统，将队列深度增加可以让CFQ调度器更好地处理大量的IO请求，从而提高系统的IO性能。
3. 修改I/O时间片大小
CFQ调度器将一个I/O时间片分为了多个时间片，即每个时间片会处理一个IO请求。默认情况下，每个时间片的长度为500ms。但是对于高IO负载的系统，可以将时间片的长度增大，从而更好地处理大量IO请求。
4. 调整权重
权重是CFQ调度器分配IO资源的标准。默认情况下，CFQ调度器权重分配是公平的，即每个进程分配到的权重相同。但是当系统有不同的进程，其IO请求的优先级不同的时候，调整权重可以让系统更好地处理高优先级的IO请求。
结论
CFQ调度器作为Linux内核中的一种IO调度算法，相比其他算法，能够更好地实现IO请求的公平调度。在实际应用场景中，优化CFQ调度器能够更好地提高系统的IO性能，加快数据的处理速度。通过本文对于CFQ调度器的介绍和优化方法，希望能够为Linux系统管理员和开发人员提供一些帮助。
相关问题拓展阅读：
金士顿固态硬盘提高使用寿命优化技巧？
1、分区对齐：
固态硬盘的最小读取和写入单位是page(4K)，但是擦除是以Block(512K)为单位。在往标记删除的page写入数据时，要先擦除page所在Block，在把数据回写进Block。如果一个逻辑块分布再两个物理块“Block”中，那么涉及的两个物理块都要擦除重写。将分区表和文件系统向物理块对齐，可以减少这种情况。所以，将分区的起始逻辑位置设置为512KB或1MB的整数倍是合理的。
启动终端：
sudo fdisk -l
2、修改fstab：
很多陈旧的资料上说，再fstab上，挂在参数加上discard,noatime。
discard,向下级块设备通知块已释放，相当于实时的Trim，Trim一次页相当于一次，鉴于算唤唤法个人不推荐。这个参数没有提升SSD的效率，反而慢了。一般情况下是感觉不出来的。
noatime 使用该参数，系统不再把最近读取文件信息写入日志。某些依赖时间戳的程序将产生问题。比如邮件和备份系统。
以上都是个人不推荐的参数。
relatime 简单说就是再修改文件后更新atime ， 访问文件时如果atime超过一天则强制更新。
现在Deepin linux 2023,默认参数就很好了，必须修改。
deepin linux 2023.2 固态硬盘优化
3、调整I/O调度方案
现在主流linux有三种调度方案。CFQ、NOOP、Deadline。
NOOP(电梯式调度程序)对于闪存设备，RAM，嵌入式系统是更好的选择。
查看当前的调度方案。
cat /sys/block/sdb/queue/scheduler#sdb 固态硬盘
noopcfq#现在的调度方案是deadline
4、设置固态硬盘的调度方案。
sudo su #提升权限
echo noop > /sys/block/sdb/queue/scheduler # 把noop写入调度程序
cat /sys/block/sdb/queue/scheduler#已经更改成功。
deadline cfq
把他作为默认的设置，写入自动启动程序。
#gedit /etc/rc.local把填再exit 之前，如图所示。
5、定时Trim
fstrim 是执行Trim 操作的命令，配合cron可以达到定时清理的作用。
执行周期，是自己的临时文件的频度而定，像我这样没有大规模频繁删减文件就没必要每天一次。Trime会启动固态硬盘的垃圾回收机制，会带来回写放大。
deepin linux 2023已悔亩经内置了Trim的优化，每周执行一次。它就再/etc/cron.weekly/fstrim.
有哪些方法可以改善 MySQL 的 IO 瓶颈问题
1.IO 对数据库的影响较大 linux 默认的 IO 调度算法为 cfq 需行蔽如要修改为 deadline
如果是 SSD 或者 PCIe-SSD 设备 需要修改为 noop
2.由于日志的记录带来的直接性能损耗就是数据库系统中最为昂贵的IO资源
所以档启默认仅仅打开错误日志即可 关闭其他所有日志 以达到并笑减少 IO 损耗的目的
通过syench的oltp_read_write测试来模拟业务压力、以此来给指定的硬件环境配置一份比较合理含烂的MySQL配置文件坦李。
环境介绍让老迟
硬件配置
请点击输入图片描述
软件环境
请点击输入图片描述
优化层级与指导思想
优化层级
MySQL数据库优化可以在多个不同的层级进行，常见的有：
SQL优化
参数优化
架构优化
本文重点关注：参数优化
指导思想
日志先行 — 一个事务能否成功提交的关键是日志是否成功落盘，与数据没有太大的关系；也就是说对写的优化可以表述为各方面的资源向写操作倾斜。
瓶颈分析 — 通过show global status 的各个计数器的值基本上就能分析出当前瓶颈所在，再结合一些简单的系统层面的监控工具如top iostat 就能明确瓶颈。
整体性能是“读”&“写”之间的再平衡。
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