Linux interview questions

I/o 调度器，电梯算法：

摘自：http://hi.baidu.com/buaapsd/blog/item/330bc9f3b920acc10a46e09f.html

 

linux内核io调度算法（转）

2009-11-29 11:45

IO调度器的总体目标是希望让磁头能够总是往一个方向移动,移动到底了再往反方向走,这恰恰就是现实生活中的电梯模型,所以IO调度器也被叫做电梯.(elevator)而相应的算法也就被叫做电梯算法.而Linux中IO调度的电梯算法有好几种,一个叫做as(Anticipatory),一个叫做cfq(Complete Fairness Queueing),一个叫做deadline,还有一个叫做noop(No Operation).具体使用哪种算法我们可以在启动的时候通过内核参数elevator来指定.
另一方面我们也可以单独的为某个设备指定它所采用的IO调度算法,这就通过修改在/sys/block/sda/queue/目录下面的scheduler文件.比如我们可以先看一下我的这块硬盘:
[root@localhost ~]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler
noop anticipatory deadline [cfq]
可以看到我们这里采用的是cfq.

2.6内核的四种调度算法
In the 2.6 kernel series, there are four interchangeable schedulers, as follows:
cfq- “Completely Fair Queuing” makes a good default for most workloads on general-purpose servers.
as - “Anticipatory Scheduler” is best for workstations and other systems with slow, single-spindle storage.
deadline - “Deadline” is a relatively simple scheduler which tries to minimize I/O latency by re-ordering requests to improve performance.
noop- “NOOP” is the most simple scheduler of all, and is really just a single FIFO queue.

修改默认的IO调度算法
There are two ways to change the I/O scheduler - at boot time, or with new kernels at runtime. For all Linux kernels, appending ‘elevator={noop|deadline}’ to the kernel boot string sets the I/O elevator.
With LILO, you can use the ‘append’ keyword:
image=/boot/vmlinuz-2.6.14.2
label=14.2
append=”elevator=deadline”
read-only
optional

With GRUB, append the string to the end of the kernel command:
title Fedora Core (2.6.9-5.0.3.EL_lustre.1.4.2custom)
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.9-5.0.3.EL_lustre.1.4.2custom ro
root=/dev/VolGroup00/LogVol00 rhgb noapic quiet elevator=deadline

With newer Linux kernels (Red Hat Enterprise Linux v3 Update 3 does not have this feature. It is present in the main Linux tree as of 2.6.15), one can change the scheduler while running. If the file /sys/block//queue/scheduler exists (where DEVICE is the block device you wish to affect), it will contain a list of available schedulers and can be used to switch the schedulers.
(hda is the ):
[root@cfs2]# cat /sys/block/hda/queue/scheduler
noop [anticipatory] deadline cfq
[root@cfs2 ~]# echo deadline > /sys/block/hda/queue/scheduler
[root@cfs2 ~]# cat /sys/block/hda/queue/scheduler
noop anticipatory [deadline] cfq
The other schedulers (anticipatory and cfq) are better suited for desktop use.

查看当前系统支持的IO调度算法
dmesg | grep -i scheduler

cat /sys/block/sda/queue/scheduler ##查看系统使用的IO调度机制
noop anticipatory deadline [cfq]
其中用[ ]起来的，表示目前系统正使用的IO调弃机制，当前系统支持noop anticipatory deadline 和cfq
echo cfq >/sys/block/sda/queue/scheduler 来让更改及时生效

在2.6的内核中共计有4种IO调度机制:
1.Deadline scheduler Deadline scheduler 用 deadline 算法保证对于既定的 IO 请求以最小的延迟时间，从这一点理解，对于 DSS 应用应该会是很适合的。
2.Anticipatory scheduler（as) 曾经一度是 Linux 2.6 Kernel 的 IO scheduler 。Anticipatory 的中文含义是”预料的, 预想的”, 这个词的确揭示了这个算法的特点，简单的说，有个 IO 发生的时候，如果又有进程请求 IO 操作，则将产生一个默认的 6 毫秒猜测时间，猜测下一个 进程请求 IO 是要干什么的。这对于随即读取会造成比较大的延时，对数据库应用很糟糕，而对于 Web Server 等则会表现的不错。这个算法也可以简单理解为面向低速磁盘的，因为那个”猜测”实际上的目的是为了减少磁头移动时间。
3.Completely Fair Queuing 虽然这世界上没有完全公平的事情，但是并不妨碍开源爱好者们设计一个完全公平的 IO 调度算法。Completely Fair Queuing （cfq, 完全公平队列) 在 2.6.18 取代了 Anticipatory scheduler 成为 Linux Kernel 默认的 IO scheduler 。cfq 对每个进程维护一个 IO 队列，各个进程发来的 IO 请求会被 cfq 以轮循方式处理。也就是对每一个 IO 请求都是公平的。这使得 cfq 很适合离散读的应用(eg: OLTP DB)。我所知道的企业级 Linux 发行版中，SuSE Linux 好像是最先默认用 cfq 的.
4.NOOP Noop 对于 IO 不那么操心，对所有的 IO请求都用 FIFO 队列形式处理，默认认为 IO 不会存在性能问题。这也使得 CPU 也不用那么操心。当然，对于复杂一点的应用类型，使用这个调度器，用户自己就会非常操心。