优化Linux系统性能：深入了解fsync与外设的关系 (fsync 外设 linux)

在现代计算机系统中，固态硬盘的广泛应用渐渐缩小了磁盘寻址速度和延迟差异的差距，然而，以下实际磁盘访问依赖的缓存I / O策略仍然是Linux系统性能瓶颈之一，其中最常见的问题之一是fsync与外设的关系。

fsync的基本概念

fsync是Linux系统的一个重要函数，其目的是确保写入文件系统的数据被刷新到物理磁盘上，从而避免在故障或意外断电等情况下数据丢失。每个被打开的文件都与一个文件描述符（file descriptor）相关，fsync函数正是根据该描述符来将所有挂起写入数据、元数据和在缓存中的I / O操作一次性提交到磁盘上。

与外设的关系

文件系统和外设的交互在大多数情况下始于fsync发起写入到文件缓存，此时文件系统标记为DIRTY（脏的），表示数据已经被修改。接着，文件系统将所有DIRTY数据轮流提交到磁盘驱动器缓存（block-layer journal），并标记为ORDERED（有序的）。如果驱动器缓存写入过程出现问题，文件系统还会通过WRITE_FLUSH函数直接刷新所有DIRTY数据到磁盘，以避免数据错误或损坏。

数据提交的过程中，文件系统需要通知缓存控制器保证数据写入磁盘，并检查该缓存的状态以避免重复写入同一块数据。真正意义上的数据写入磁盘是由外设（如硬盘、光盘、闪存等）完成的，而不是文件系统，因此，外设能否处理写入请求也直接影响了fsync能否成功执行和写入数据速度。

此外，不同的文件系统还有区别的报告方式（如metadata journaling的无序写入方式FSYNC/SYNC），因此在优化系统性能时，需要了解具体的文件系统、外设组合，并对不同情况做出相应的调整。

问题与解决

然而，Linux文件系统的fsync过程可能会导致两个问题。首先是写入延迟，I / O请求一直挂起等待磁盘的响应。这通常是由于磁盘缓存已满、进程竞争I / O请求或延迟的故障恢复造成的。由于fsync调用顺序问题，可以出现数据丢失的情况，例如数据库应用程序中未将数据提交写入磁盘的情况。

为了解决这些问题，可以通过以下几种方式优化Linux系统性能：

1. RDBMS应用程序和IOAC闪存

如果正在运行OLTP（在线事务处理）应用程序，建议使用IOAC（I / O加速卡）来减少fsync导致的性能损失，以及减轻磁盘延迟。IOAC是一种可插拔硬件，类似于插卡，可安装在计算机的PCIe插槽中，用于加速大型数据库应用程序的I / O性能。

2. 关闭数据日志记录

如果只读性较强的数据库应用程序有时会在无需持久存储的情况下进行缓存，或者同时缓存到磁盘和内存，以提高性能。但是，如果需要强制写入到硬盘，则建议关闭数据记录日志。

3. 使用关闭同步的选项

除了将数据记录关闭外，还可以使用关闭同步的选项，比如O_DSYNC和O_DIRECT，以在fsync调用中提高性能。对于可恢复的应用程序，可以将二者结合使用，以提高数据写入时的性能和安全性。

在优化Linux系统性能时，必须了解fsync与外设之间的关系，以解决延迟、数据丢失和数据写入等问题。关键是要找到适当的函数和选项来管理数据，并基于使用情况和所需的数据一致性考虑进行调整。最终，Linux的性能取决于文件系统、驱动程序、硬件和各种软件组件的准确配置和协调。