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关于Block I/O控制器的CFQ设置用虚拟文件
2013-02-20 08:08:41     我来说两句 
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/sys/block/<dev>/queue/iosched中有CFQ的设置用虚拟文件,表2-8所示文件会对Block I/O控制器的运行产生影响。

表2-8 关于Block I/O控制器的sysfs的CFQ设置文件
文 件 名 R/W 用  途
group_isolation RW 用来设置在I/O 性能和分组间优先级控制二者中优先切换到哪一个。为0时,为了实现I/O性能最大化,会适度降低一些分组优先级的兼容性

限制事项

由于Block I/O控制器仍是比较新的功能,因此在使用上还有一些限制。接下来列出了到Linux内核版本2.6.35为止存在的限制事项。

不支持非同步I/O

需要各分组进行优先级控制的,当前仅为同步I/O,即初次读入和Direct I/O的读写。普通的写入是经过页面缓存的非同步I/O,因此不属于优先级控制的对象,都被看做根分组发出的I/O。

不支持分组层次化

把分组的层次限制为仅一层,因此无法创建从根分组开始有两层次以上的分组。用cgroup文件系统的目录层次可以显示如下。
/cgroup         # 根分组
/cgroup/gr1      # 第一层:可以创建
/cgroup/gr1/gr2   # 第二层:不可以创建

根分组与子分组作同等处理

根分组不作为其他子分组的上级分组,而是作为同等分组进行处理。当根分组内存在拥有实时I/O优先权的进程时,这个影响比较明显。根分组会被其他子分组抢占,因此即使是实时进程,也不能占用I/O带宽。

Block I/O控制器的结构与注意事项

为了更准确地理解Block I/O控制器的运行,下面介绍其内部结构及其使用上的注意事项。

Block I/O控制器对各分组的I/O请求分配时间片。仅许可各分组在这个时间片内执行I/O操作。分组的weight值越大,时间片的长度越长;weight值越小,时间片的长度越短。通过这种方式来指定分组间的I/O操作的优先级。

这里需要注意的是,优先级不是通过I/O带宽(字节/秒,bps),而是通过时间片的长度来指定的。因此,两个分组在I/O完成所需时间差距极大的模式下执行I/O时,具体来说,就是一个依次读入,另一个随机读入的情况下,各分组的I/O带宽就会与weight值的设置迥然不同。

另外,还需要注意的是,Block I/O控制器只有在针对设备的I/O发生竞争时,才会根据优先级对I/O进行控制。在I/O不发生竞争的情况下,即使是优先级较低的分组,Block I/O控制器也不会禁止I/O的执行。也就是说,如果优先级较高的分组没有对某个设备发出I/O请求,那么即使是优先级较低的分组,也可以使用该设备的全部带宽。这里所说的设备是指实际的物理块设备。dm(device-mapper)等可以为应用程序提供逻辑性块设备,但是Block I/O控制器与逻辑块设备完全无关,只在向物理设备执行I/O时进行控制。当多个分组同时对同一逻辑设备发出I/O请求时,根据这些I/O请求所针对的物理设备不同,实际的I/O有可能竞争,有可能不竞争。这时,想要预测出哪个I/O会优先进行,就必须正确把握逻辑设备和物理设备的对应关系。

小结

Block I/O控制器是正在开发的新功能。还存在前面所述的一些限制,因此更需要大家通过实际体验来发现存在问题或尚有不足的功能,反馈给开发者或者自己大胆地制作出来,才能够将其不断地完善。

参考文献
 关于Cgroup请参考Hack #7。
 Documentation/cgroups/blkio-controller.txt(内核源文档)
—Munehiro IKEDA

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