CentOS Trigger如何优化磁盘I/O

1. 选择合适的I/O调度算法
I/O调度算法决定了内核处理磁盘请求的顺序，不同算法适用于不同场景。对于SSD/NVMe，推荐使用noop（无调度）或mq-deadline（兼顾延迟与吞吐），因其无需磁头寻道，简单FIFO队列即可满足需求；对于HDD，推荐deadline（避免请求饥饿，适合数据库等高并发场景）或cfq（公平分配带宽，适合桌面多任务）。
临时修改（重启失效）：echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler；永久修改（CentOS 7+）：编辑/etc/default/grub，在GRUB_CMDLINE_LINUX中添加elevator=noop，然后执行grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg并重启。

2. 优化文件系统配置

• 选择高性能文件系统：CentOS 7及以上默认使用XFS（支持16TB以上分区、高并发随机读写），适合数据库、存储服务等场景；ext4（支持文件系统收缩）适合普通文件存储。
• 调整挂载参数：添加noatime,nodiratime（禁用访问时间戳更新，减少不必要的磁盘写操作），例如：/dev/sda1 / ext4 defaults,noatime,nodiratime 0 0。
• 优化日志模式：对于数据库等对数据一致性要求高的应用，使用journal（完整日志）；对于普通文件存储，使用ordered（默认，平衡性能与一致性）；writeback（最快，但可能丢失部分日志）仅用于非关键场景。

3. 调整内核缓存参数

• 脏页刷新频率：通过dirty_expire_centisecs（脏页存活时间，默认3000厘秒=30秒）和dirty_writeback_centisecs（刷新间隔，默认500厘秒=5秒）控制脏页写入磁盘的时机。增大这两个值可减少写入次数（提升吞吐量），但会增加数据丢失风险（如系统崩溃）；减小则相反。例如：echo 6000 > /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs、echo 1000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs。
• 脏页限额：dirty_background_ratio（后台刷新阈值，默认10%，内存的10%为脏页时触发后台刷新）、dirty_ratio（强制刷新阈值，默认20%，内存的20%为脏页时阻塞进程写入）。增大阈值可提升写入性能，但会增加内存占用。例如：echo 20 > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio、echo 40 > /proc/sys/vm/dirty_ratio。
• 回收缓存倾向：vfs_cache_pressure（回收目录项/索引节点缓存的倾向，默认100，数值越大越容易回收）。设置为50可减少缓存回收，提升文件访问性能。

4. 使用缓存与分层存储

• LVM缓存：将热点数据缓存在SSD上，提升读取性能。步骤：创建缓存卷（如/dev/sdb作为缓存设备）、原始卷（如/dev/sda作为后端设备），然后合并为缓存逻辑卷（lvcreate -L 100G -n cache vg0，lvconvert --type cache --cachevol vg0/cache vg0/lv_root）。
• bcache：将SSD作为缓存设备，HDD作为后端设备，提升随机读写性能。安装bcache-tools后，执行make-bcache -B /dev/sda -C /dev/sdb（绑定后端与缓存设备），格式化并挂载/dev/bcache0。
• tmpfs：将临时文件（如/tmp、/var/tmp）挂载到内存中（mount -t tmpfs -o size=4G tmpfs /tmp），避免磁盘I/O（适合频繁读写的临时文件）。

5. 磁盘硬件与隔离优化

• 更换高性能磁盘：用SSD替代HDD（随机读写速度提升10倍以上，延迟降低100倍），尤其适合数据库、虚拟机等I/O密集型应用。
• 使用RAID：通过RAID 0（提升吞吐量，无冗余）、RAID 1（镜像冗余，适合关键数据）、RAID 10（兼顾吞吐量与冗余）等阵列，提升数据可靠性与访问性能。
• 磁盘隔离：为日志、数据库等I/O压力大的应用配置单独磁盘（如/dev/sdb专门用于数据库数据目录），避免多个应用竞争同一磁盘资源，减少I/O等待时间。

6. 监控与诊断I/O性能
使用工具定期监控磁盘I/O状态，及时发现瓶颈：

• iostat（查看磁盘利用率、IOPS、吞吐量、延迟）：iostat -x 1（每秒刷新，%util接近100%表示磁盘繁忙，await超过20ms表示延迟高）。
• vmstat（查看系统整体I/O情况）：vmstat 1（bi/bo分别表示块设备读入/写出量，数值过高表示I/O压力大）。
• dstat（综合监控磁盘、CPU、内存）：dstat -d（实时查看磁盘读写速率）。
• fio（基准测试磁盘性能）：fio --name=randread --ioengine=libaio --rw=randread --bs=4k --numjobs=4 --size=1G --runtime=60（测试4K随机读性能，评估磁盘IOPS上限）。

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