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分类: LINUX

2017-08-31 21:01:39

原文地址:pdflush进程详解 作者:wushuan10141

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


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