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Linux服务器I/O性能分析-2

发布时间:2023/10/11 综合教程 51 老码农
如意编程网 收集整理的这篇文章主要介绍了 Linux服务器I/O性能分析-2 小编觉得挺不错的,现在分享给大家,帮大家做个参考.

一、如何正确分析IO性能

1.1 BLKTRACE分析IO性能

之前的文章已经说明,要是系统发生I/O性能问题,我们常用的命令是无法精确定位问题(内核I/O调度器消耗的时间和硬件消耗的时间,这个不能作为性能指标),这时候blktrace就可以用来分析,它记录了I/O整个过程,从中可以分析是I/O调度器慢还是硬件响应慢。

1.2 BLKTRACE原理

# man blktrace

DESCRIPTION:
  blktrace is a block layer IO tracing mechanism which provides detailed information about request queue operations up to user space.
  There are three major components: a kernel component, a utility to record the i/o trace information for the kernel to user space,
  andutilities to analyse and view the trace information. # 大概意思就是说:
# blktrace是一个块层(block layer)IO跟踪机制,将请求队列的详细信息发送到用户空间
# 主要有三个组件:
# 1. 内核组件
# 2. 记录内核到用户空间的I/O追踪信息的程序
# 3. 分析、展示I/O追踪信息的程序

1.2.1 执行过程分析

  • 可能会被Device Mapper映射到其它设备 Remap
  • 可能会因为I/O请求size太大而被拆分成多个I/O请求  Split
  • 可能因为与其它I/O请求的物理位置相邻而合并  Merge
  • 然后通过Device driver交给硬件;如:分布式存储经过HBA、光纤、SAN交换机(网络)等最后到达存储设备,设备完成I/O请求之后再把结果返回给用户空间。如下图:

1.3 执行过程解析

通过blktrace将结果输出到屏幕,然后用blkparse将屏幕中的结果作为输入,最后将分析结果输出到屏幕,需要注意的是blktrace不具备分析功能,需要借助blkparse进行分析!!!

# blktrace -d /dev/sda -o - | blkparse -i -
8,0 0 1 0.000000000 8702 A WS 13104216 + 8 <- (8,3) 11258968
8,0 0 2 0.000001717 8702 Q WS 13104216 + 8 [mysqld]
8,0 0 3 0.000003721 8702 G WS 13104216 + 8 [mysqld]
8,0 0 4 0.000004734 8702 I WS 13104216 + 8 [mysqld]
8,0 0 5 0.000006124 8702 D WS 13104216 + 8 [mysqld]
8,0 0 6 0.000035396 0 C WS 13104216 + 8 [0]
8,0 0 7 1.000409841 8702 A WS 13104216 + 8 <- (8,3) 11258968
8,0 0 8 1.000410566 8702 Q WS 13104216 + 8 [mysqld]
8,0 0 9 1.000412044 8702 G WS 13104216 + 8 [mysqld]
8,0 0 10 1.000412785 8702 I WS 13104216 + 8 [mysqld]
8,0 0 11 1.000413498 8702 D WS 13104216 + 8 [mysqld]
8,0 0 12 1.000438822 0 C WS 13104216 + 8 [0]
8,0 0 13 1.018085707 20501 A W 96409432 + 8 <- (8,3) 94564184
8,0 0 14 1.018085964 20501 Q W 96409432 + 8 [kworker/u32:0]
8,0 0 15 1.018086720 20501 G W 96409432 + 8 [kworker/u32:0]
8,0 0 16 1.018087010 20501 I W 96409432 + 8 [kworker/u32:0]
8,0 0 17 1.018087394 20501 D W 96409432 + 8 [kworker/u32:0]
8,0 0 18 1.018093866 20501 A W 96411880 + 8 <- (8,3) 94566632
8,0 0 19 1.018094103 20501 Q W 96411880 + 8 [kworker/u32:0]
8,0 0 20 1.018094495 20501 G W 96411880 + 8 [kworker/u32:0]
8,0 0 21 1.018094639 20501 I W 96411880 + 8 [kworker/u32:0]
8,0 0 22 1.018094963 20501 D W 96411880 + 8 [kworker/u32:0]
8,0 0 23 1.018106915 0 C W 96409432 + 8 [0]

1.3.1 字段解释

  • 第一列:主次设备号
  • 第二列:CPU
  • 第三列:序列号
  • 第四列:时间戳
  • 第五列:PID进程号
  • 第六列:具体事件 后续详解
  • 第七列:具体的动作(读、写等)
  • 第八列:磁盘起始块 + 操作的块的数量
  • 第九列:进程名和具体的命令

1.3.2 第六列解释

  • A:IO被重新映射到不同的设备
  • C:IO请求执行完毕
  • D:IO请求进入Driver
  • G:IO请求生成
  • I:IO请求进入IO调度器队列
  • M:IO返回与队列中的请求合并
  • P: 当一个I/O入队一个空队列时,Linux会锁住这个队列,不处理该I/O,这样做是为了等待一会,看有没有新的I/O进来,可以合并
  • Q:即将生成IO请求
  • S:没有可用的request结构体,也就是I/O满了,只能等待有request结构体完成释放
  • T:超时断开
  • U:当队列中已经有I/O request时,会放开这个队列,准备向磁盘驱动发送该I/O。
  • X: 对于做了Raid或进行了device mapper(dm)的设备,进来的IO可能需要切割,然后发送给不同的设备

1.3.3 第六列代表了IO经过的各阶段

1.3.4 IO的生命周期以及计算方法

  • Q2G:生成IO请求所消耗的时间,包括remap和split的时间
  • G2I:IO请求进入IO调度器所消耗的时间,包括了merge的时间
  • I2D:IO请求在IO调度器中等待的时间
  • D2C:IO请求在Driver上和硬件上所消耗的时间
  • Q2C:整个IO请求所消耗的时间即:Q2I + I2D + D2C = Q2C
  • 以上指标有助于进一步定位缓慢发生的地方
  • D2C:可以作为硬件性能的指标
  • I2D:可以作为IO调度器的性能指标

   后续通过写脚本可以非常值观的统计IO读写数量、延迟、块大小等信息!

总结

以上是如意编程网为你收集整理的Linux服务器I/O性能分析-2的全部内容,希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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