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本篇文章給大家分享的是有關如何進行 Linux 設備 IO 研究與數據庫性能調優，丸趣 TV 小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著丸趣 TV 小編一起來看看吧。

如何在 Linux 系統里對數據庫及設備 IO 庫進行調優？

數據庫系統是基于文件系統的，其性能和設備讀寫的機制有密切的關系。和數據庫性能密切相關的文件 I / O 操作的三個操作：

open  打開文件

write  寫文件

fdatasync   flush 操作（將文件緩存刷到磁盤上）。

一、Open 操作

open(test.file ,O_WRONLY|O_APPDENT|O_SYNC))

系統調用 Open 會為該進程一個文件描述符 fd。這里使用了 O_WRONLY|O_APPDENT|O_SYNC 打開文件:

1. O_WRONLY 表示我們以 寫 的方式打開，告訴內核我們需要向文件中寫入數據；

2. O_APPDENT 告訴內核以 追加 的方式寫文件；

3. O_DSYNC 告訴內核，當向文件寫入數據的時候，只有當數據寫到了磁盤時，寫入操作才算完成（write 才返回成功）。

4. 和 O_DSYNC 同類的文件標志，還有 O_SYNC,O_RSYNC，O_DIRECT。

(1) O_SYNC 比 O_DSYNC 更嚴格，不僅要求數據已經寫到了磁盤，而且對應的數據文件的屬性（例如文件長度等）也需要更新完成才算 write 操作成功?？梢?O_SYNC 較之 O_DSYNC 要多做一些操作。

(2) O_RSYNC 表示文件讀取時，該文件的 OS cache 必須已經全部 flush 到磁盤了；

(3)  如果使用 O_DIRECT 打開文件，則讀 / 寫操作都會跳過 OS cache，直接在 device（disk）上讀 / 寫。因為沒有了 OS cache，所以會 O_DIRECT 降低文件的順序讀寫的效率。

二、Write 操作

write(fd,buf,6)

在使用 open 打開文件獲得文件描述符之后，我們就可以調用 write 函數來寫入數據了，write 會根據前面的 open 參數不同，而表現不同。

三、Flush 階段

fdatasync(fd) == -1

write 操作后，我們還調用了 fdatasync 來確保文件數據 flush 到了 disk 上。fdatasync 返回成功后，那么可以認為數據已經寫到了磁盤上。像這樣的 flush 的函數還有 fsync、sync。

1. Fsync 和 fdatasync 的區別等同于 O_SYNC 和 O_DSYNC 的區別。

2. Sync 函數表示將文件在 OS cache 中的數據排入寫隊列，并不確認是否真的寫磁盤了，所以 sync 并不可以靠。

忽略文件打開的過程，通常我們會說“寫文件”有兩個階段，一個是調用 write 我們稱為寫數據階段（其實是受 open 的參數影響），調用 fsync（或者 fdatasync）我們稱為 flush 階段。Linux 上的塊設備的操作可以分為兩類：

*** 類是使用 C 標準庫中的 fopen/fread/fwrite 系列的函數，我們可以稱其為 buffered I/O。

具體的 I /O path 如下：

Application - Library Buffer - Operation System Cache - File System/Volume Manager - Device

library buffer 是標準庫提供的用戶空間的 buffer，可以通過 setvbuf 改變其大小。

第二類是使用 Linux 的系統調用的 open/read/write 系列的函數，我們可以稱其為 non-buffered I/O。

Application -  Operation System Cache  - File System/Volume Manager - Device

此外，我們可以通過設置 open 的 O_DIRECT 標志來實現 Direct I/O（或者叫 Raw I/O）, 即繞過 OS Cache, 直接讀取 Device (that s what we want^o^), 等于將 OS cache 換成自己管理的 cache。不過，Linus 在郵件列表中建議不這么做，而是使用 posix_fadvice, madvice。中表明 Direct I/ O 比 buffered I/ O 的性能高很多。

在 MySQL 中，參數 Innodb_flush_method(Linux) 可以設定為：Fdatasync、O_DSYNC、O_DIRECT。我們看看這個三個參數是如何影響程序 MySQL 對日志和數據文件的操作：

Open logFlush logOpen datafileFlush dataFdatasync
fsync()
fsync()O_DSYNCO_SYNC
 
 fsync()O_DIRECT
 fsync()O_DIRECT Fsync()

fdatasync 被認為是安全的，因為在 MySQL 總會調用 fsync 來 flush 數據。使用 O_DSYNC 是有些風險的，有些 OS 會忽略該參數 O_SYNC。

我們看到 O_DIRECT 和 fdatasync 和很類似，但是它會使用 O_DIRECT 來打開數據文件。有數據表明，如果是大量隨機寫入操作，O_DIRECT 會提升效率。但是順序寫入和讀取效率都會降低。所以使用 O_DIRECT 需要謹慎。

mysql  innodb 對應相關參數：

innodb_flush_method 有三個值，分別是 fdatasync，O_DSYNC 和 O_DIRECT，其中 fdatasync 是默認值。

它們控制了 InnoDB 刷新日志和數據的模式。

fdatasync：InnoDB 使用 fsync() 函數去更新日志和數據文件。

O_DSYNC：InnoDB 使用 O_SYNC 模式打開并更新日志文件，用 fsync() 函數去更新數據文件。

O_DIRECT：InnoDB 使用 O_DIRECT 模式打開數據文件，用 fsync() 函數去更新日志和數據文件。

我們看到 O_DIRECT 和 fdatasync 和很類似，但是它會使用 O_DIRECT 來打開數據文件。有數據表明，如果是大量隨機寫入操作，O_DIRECT 會提升效率。但是順序寫入和讀取效率都會降低。所以使用 O_DIRECT 需要謹慎。

以上就是如何進行 Linux 設備 IO 研究與數據庫性能調優，丸趣 TV 小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注丸趣 TV 行業資訊頻道。