Linux I/O 调度器

每个块设备或者块设备的分区，都对应有自身的请求队列, 而每个请求队列都可以选择一个I/O调度器来协调所递交的。I/O调度器的基本目的是将请求按照它们对应在块设备上的扇区号进行排列，以减少磁头的移动，提高效率。每个设备的请求队列里的请求将按顺序被响应。实际上，除了这个队列，每个调度器自身都维护有不同数量的队列，用来对递交上来的request进行处理，而排在队列最前面的request将适时被移动到请求队列中等待响应。 IO调度器在内核栈中所处位置如下：

查看系统调度器

dmesg | grep -i scheduler

io scheduler noop registered

io scheduler anticipatory registered

io scheduler deadline registered

io scheduler cfq registered (default)

1、Noop算法

也叫作电梯调度算法，它将IO请求放入到一个FIFO队列中，然后逐个执行这些IO请求，当然对于一些在磁盘上连续的IO请求，Noop算法会适当做一些合并。这个调度算法特别适合那些不希望调度器重新组织IO请求顺序的应用。

1）在IO调度器下方有更加智能的IO调度设备。如果您的Block Device Drivers是Raid，或者SAN，NAS等存储设备，这些设备会更好地组织IO请求，不用IO调度器去做额外的调度工作；

2）上层的应用程序比IO调度器更懂底层设备。或者说上层应用程序到达IO调度器的IO请求已经是它经过精心优化的，那么IO调度器就不需要画蛇添足，只需要按序执行上层传达下来的IO请求即可。

3）对于一些非旋转磁头氏的存储设备，使用Noop的效果更好。因为对于旋转磁头式的磁盘来说，IO调度器的请求重组要花费一定的CPU时间，但是对于SSD磁盘来说，

这些重组IO请求的CPU时间可以节省下来，因为SSD提供了更智能的请求调度算法，不需要内核去画蛇添足。

2、Deadline算法

Deadline算法的核心在于保证每个IO请求在一定的时间内一定要被服务到，以此来避免某个请求饥饿。Deadline算法中引入了两类队列，每一类都由读和写两队列组成。

　 1）sort_list对请求按起始扇区序号进行排序，通过红黑树来组织

　 2) fifo_list对请求按它们的生成时间进行排序，由链表来组织

每当确定了一个传输方向(读或写)，那么将会从相应的sort_list中将一批连续请求dispatch到requst_queue的请求队列里，具体的数目由fifo_batch来确定。只有下面三种情况才会导致一次批量传输的结束：

1）对应的sort_list中已经没有请求了

2）下一个请求的扇区不满足递增的要求

3）上一个请求已经是批量传输的最后一个请求了。

3、Anticipatory算法

Anticipatory算法的核心是局部性原理，它期望一个进程昨晚一次IO请求后还会继续在此处做IO请求。在IO操作中，有一种现象叫“假空闲”（Deceptive idleness），即一个进程在刚刚做完一波读操作后，看似是空闲了，不读了，但是实际上它是在处理这些数据，处理完这些数据之后，它还会接着读，这个时候如果IO调度器去处理另外一个进程的请求，那么当原来的假空闲进程的下一个请求来的时候，磁头又得seek到刚才的位置，这样大大增加了寻道时间和磁头旋转时间。Anticipatory算法会在一个读请求做完后，再等待一定时间t（通常是6ms），如果6ms内，这个进程上还有读请求过来，那么我继续服务，否则，处理下一个进程的读写请求。

值得一提的是，Anticipatory算法从Linux 2.6.33版本后，就被移除了，因为CFQ通过配置也能达到Anticipatory算法的效果。

4、CFQ算法

CFQ（Completely Fair Queuing）它试图为竞争块设备使用权的所有进程分配一个请求队列和一个时间片，在调度器分配给进程的时间片内，进程可以将其读写请求发送给底层块设备，当进程的时间片消耗完，进程的请求队列将被挂起，等待调度。每个进程的时间片和每个进程的队列长度取决于进程的IO优先级，每个进程都会有一个IO优先级，CFQ调度器将会将其作为考虑的因素之一，来确定该进程的请求队列何时可以获取块设备的使用权。IO优先级从高到低可以分为三大类:

1）RT(real time),

2）BE(best try)

3）IDLE(idle)

其中RT和BE又可以再划分为8个子优先级。实际上，我们已经知道CFQ调度器的公平是针对于进程而言的，而只有同步请求(read或syn write)才是针对进程而存在的，他们会放入进程自身的请求队列，而所有同优先级的异步请求，无论来自于哪个进程，都会被放入公共的队列，异步请求的队列总共有8(RT)+8(BE)+1(IDLE)=17个。从Linux 2.6.18起，CFQ作为默认的IO调度算法。

二、修改调度器

1. 立即生效，重启后失效

echo 'cfq'>/sys/block/sda1/queue/scheduler

2. 重启后生效

vi cat /etc/default/grub

#修改第五行，在行尾添加#

elevator= cfq

#然后保存文件，重新编译配置文件，

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg