Linux操作系统硬盘访问是否为缓冲区模式

当进行常见的性能测试时，在Linux操作系统下，建议指定硬盘的访问模式为DirectIO。

Linux操作系统存在内核缓冲区，在Linux的I/O缓存机制中，操作系统会将I/O的数据缓存在页缓存（page cache）中，即数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中，然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的地址空间，即BufferedIO。而DirectIO，数据直接在用户地址空间的缓冲区和硬盘之间直接进行传输，不需要页缓存的支持。

当使用Vdbench工具或dd命令等进行性能测试时，如果不指定DirectIO，则默认为BufferedIO。Linux默认的页缓存页面大小为4KB，如果指定的I/O大小为大于4KB的I/O，会出现如下现象：

• 在内核缓冲区主机会做I/O拆分，而在块设备层又会对小I/O进行合并，主机CPU资源开销较大。
• 对于多并发的场景，小I/O无法确保在块设备层完全合并为大I/O写入硬盘，改变了指定的I/O模型，并可能会导致硬盘的带宽性能无法达到最大。

指定硬盘访问模式为DirectIO的方法如下：

• 对于Vdbench测试，需要在“sd”中将“openflags”设置为“o_direct”。

  sd=default,openflags=o_direct,threads=32

• 对于dd命令。
  • 测试写性能时，需要设置“oflag”为“direct”。

    dd if=/dev/zero of=/testw.dbf bs=4k oflag=direct count=100000

  • 测试读性能时，需要设置“iflag”为“direct”。

    dd if=/dev/sdb of=/dev/null bs=4k iflag=direct count=100000