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背景：

我正在开发一个与数据库相关的程序，我需要按顺序将脏元数据从内存刷新到磁盘。/dev/sda1 是卷格式，因此 /dev/sda1 上的数据将被逐块访问，如果顺序访问，这些块在物理上是相邻的。而且我使用的是直接I/O，所以I/O会绕过文件系统的缓存机制，直接访问磁盘上的块。

问题：

打开 /dev/sda1 后，我将读取一个块，更新该块并将该块写回与 /dev/sda1 开头的相同偏移量，迭代。

代码如下 -

//block_size = 256KB
int file = open("/dev/sda1", O_RDWR|O_LARGEFILE|O_DIRECT);
for(int i=0; i<N; i++) {
    pread(file, buffer, block_size, i*block_size);
    // Update the buffer
    pwrite(file, buffer, block_size, i*block_size);
}

我发现如果我不做 pwrite，读取吞吐量是125 MB/s。

如果我执行 pwrite，读取吞吐量将为21 MB/s，写入吞吐量为169 MB/s。

如果我在 pwrite 之后进行预读，则写入吞吐量为115 MB/s，读取吞吐量为208 MB/s。

我也试过 read()/write() 和 aio_read()/aio_write()，但问题依旧。我不知道为什么在文件的同一位置读取后写入会使读取吞吐量如此之低。

如果一次访问更多块，像这样

pread(file, buffer, num_blocks * block_size, i*block_size);

问题会缓解，请看图表。

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而且我使用的是直接I/O，所以I/O会绕过文件系统的缓存机制，直接访问磁盘上的块。

如果您的设备上没有文件系统并直接使用设备进行读/写，则没有文件系统缓存进入图片。

您观察到的行为是典型的磁盘访问和 IO 行为。

我发现如果我不做 pwrite，读取吞吐量是 125 MB/s

原因：磁盘只是读数据，不用回offset再写数据，少了1个操作。

如果我执行 pwrite，读取吞吐量将为 21 MB/s，写入吞吐量为 169 MB/s。

原因：您的磁盘可能具有更好的写入速度，可能磁盘缓冲区正在缓存写入而不是直接命中媒体。

如果我在 pwrite 之后进行预读，则写入吞吐量为 115 MB/s，读取吞吐量为 208 MB/s。

原因：很可能写入的数据在磁盘级别缓存，因此读取从缓存而不是媒体获取数据。

要获得最佳性能，您应该一次使用异步 IO 和块数。但是，您必须使用合理数量的块，并且不能使用非常大的数量。应该通过反复试验找出什么是最佳的。

于 2015-09-23T11:01:56.220 回答