集群瓶颈为什么是磁盘io

    具体问题具体分析，举例来说明为什么磁盘IO成瓶颈数据库的性能急速下降了。

   为什么当磁盘IO成瓶颈之后, 数据库的性能不是达到饱和的平衡状态，而是急剧下降。为什么数据库的性能有非常明显的分界点，原因是什么？

    相信大部分做数据库运维的朋友，都遇到这种情况。 数据库在前一天性能表现的相当稳定，数据库的响应时间也很正常，但就在今天，在业务人员反馈业务流量没有任何上升的情况下，数据库的变得不稳定了，有时候一个最简单的insert *** 作， 需要几十秒，但99%的insert却又可以在几毫秒完成，这又是为什么了？

dba此时心中有无限的疑惑，到底是什么原因呢 磁盘IO性能变差了？还是业务运维人员反馈的流量压根就不对？ 还是数据库内部出问题？昨天不是还好好的吗？

 当数据库出现响应时间不稳定的时候，我们在 *** 作系统上会看到磁盘的利用率会比较高，如果观察仔细一点，还可以看到，存在一些读的IO 数据库服务器如果存在大量的写IO,性能一般都是正常跟稳定的，但只要存在少量的读IO,则性能开始出现抖动，存在大量的读IO时（排除配备非常高速磁盘的机器），对于在线交易的数据库系统来说，大概性能就雪崩了。为什么 *** 作系统上看到的磁盘读IO跟写IO所带来的性能差距这么大呢？

如果亲之前没有注意到上述的现象，亲对上述的结论也是怀疑。但请看下面的分解。

在写这个文章之前，作者阅读了大量跟的IO相关的代码，如异步IO线程的相关的，innodb_buffer池相关的，以及跟读数据块最相关的核心函数buf_page_get_gen函数以及其调用的相关子函数。为了将文章写得通俗点，看起来不那么累，因此不再一行一行的将代码解析写出来。

咱们先来提问题。 buf_page_get_gen函数的作用是从Buffer bool里面读数据页，可能存在以下几种情况。

提问 数据页不在buffer bool 里面该怎么办？

  回答：去读文件，将文件中的数据页加载到buffer pool里面。下面是函数buffer_read_page的函数，作用是将物理数据页加载到buffer pool, 中显示

buffer_read_page函数栈的顶层是pread64(),调用了 *** 作系统的读函数。

buf_read_page的代码

 如果去读文件，则需要等待物理读IO的完成，如果此时IO没有及时响应，则存在堵塞。这是一个同步读的 *** 作，如果不完成该线程无法继续后续的步骤。因为需要的数据页不再buffer 中，无法直接使用该数据页，必须等待 *** 作系统完成IO

再接着上面的回答提问：

当第二会话线程执行sql的时候，也需要去访问相同的数据页，它是等待上面的线程将这个数据页读入到缓存中，还是自己再发起一个读磁盘的然后加载到buffer的请求呢？   代码告诉我们，是前者，等待第一个请求该数据页的线程读入buffer pool。

试想一下，如果第一个请求该数据页的线程因为磁盘IO瓶颈，迟迟没有将物理数据页读入buffer pool, 这个时间区间拖得越长，则造成等待该数据块的用户线程就越多。对高并发的系统来说，将造成大量的等待。 等待数据页读入的函数是buf_wait_for_read，下面是该函数相关的栈。

通过解析buf_wait_for_read函数的下层函数，我们知道其实通过首先自旋加锁pin的方式，超过设定的自旋次数之后，进入等待，等待IO完成被唤醒。这样节省不停自旋pin时消耗的cpu,但需要付出被唤起时的开销。

再继续扩展问题： 如果会话线程A 经过物理IO将数据页1001读入buffer之后，他需要修改这个页，而在会话线程A之后的其他的同样需要访问数据页1001的会话线程，即使在数据页1001被入读buffer pool之后，将仍然处于等待中。因为在数据页上读取或者更新的时候，同样需要上锁，这样才能保证数据页并发读取/更新的一致性。

由此可见，当一个高并发的系统，出现了热点数据页需要从磁盘上加载到buffer pool中时，造成的延迟，是难以想象的。因此排在等待热点页队列最后的会话线程最后才得到需要的页，响应时间也就越长，这就是造成了一个简单的sql需要执行几十秒的原因。

再回头来看上面的问题，mysql数据库出现性能下降时，可以看到 *** 作系统有读IO。 原因是，在数据库对数据页的更改，是在内存中的，然后通过检查点线程进行异步写盘，这个异步的写 *** 作是不堵塞执行sql的会话线程的。所以，即使看到 *** 作系统上有大量的写IO，数据库的性能也是很平稳的。但当用户线程需要查找的数据页不在buffer pool中时，则会从磁盘上读取，在一个热点数据页不是非常多的情况下，我们设置足够大的innodb_buffer_pool的size, 基本可以缓存所有的数据页，因此一般都不会出现缺页的情况，也就是在 *** 作系统上基本看不到读的IO。  当出现读的IO时，原因时在执行buf_read_page_low函数，从磁盘上读取数据页到buffer pool, 则数据库的性能则开始下降，当出现大量的读IO，数据库的性能会非常差。

1、使用iotop命令使用该命令有个条件，Linux内核要高于2620的版本，版本过低则没有此命令，执行效果如下图所示：

2：block_dump方法

首先，关闭syslog服务，然后开启block_dump，最后正则表达式提取dmesg信息。

/etc/initd/syslog stop                  

echo 1 > /proc/sys/vm/block_dump

dmesg | egrep "READ|WRITE|dirtied" | egrep -o '([a-zA-Z])' | sort | uniq -c | sort -rn | head

执行结果如下图所示：

注意： *** 作完成后请关闭block_dump

启动syslogecho 0 > /proc/sys/vm/block_dump

可以用TOP工具查看实时状态。
top进入视图：
第一行：10:01:23 当前系统时间126 days, 14:29 系统已经运行了126天14小时29分钟（在这期间没有重启过）2 users 当前有2个用户登录系统load average: 115, 142, 144 load average后面的三个数分别是1分钟、5分钟、15分钟的负载情况。
load average数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数，然后按特定算法计算出的数值。如果这个数除以逻辑CPU的数量，结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。 第二行：Tasks 任务（进程），系统现在共有183个进程，其中处于运行中的有1个，182个在休眠（sleep），stoped状态的有0个，zombie状态（僵尸）的有0个。 第三行：cpu状态67% us 用户空间占用CPU的百分比。04% sy 内核空间占用CPU的百分比。00% ni 改变过优先级的进程占用CPU的百分比929% id 空闲CPU百分比00% wa IO等待占用CPU的百分比00% hi 硬中断（Hardware IRQ）占用CPU的百分比00% si 软中断（Software Interrupts）占用CPU的百分比
第四行：内存状态8306544k total 物理内存总量（8GB）7775876k used 使用中的内存总量（77GB）530668k free 空闲内存总量（530M）79236k buffers 缓存的内存量 （79M） 第五行：swap交换分区2031608k total 交换区总量（2GB）2556k used 使用的交换区总量（25M）2029052k free 空闲交换区总量（2GB）4231276k cached 缓冲的交换区总量（4GB）

1使用iotop命令

使用该命令有个条件，Linux内核要高于2620的版本，版本过低则没有此命令，执行效果如下图所示：

2：block_dump方法

首先，关闭syslog服务，然后开启block_dump，最后正则表达式提取dmesg信息。

/etc/initd/syslog stop                  

echo 1 > /proc/sys/vm/block_dump

dmesg | egrep "READ|WRITE|dirtied" | egrep -o '([a-zA-Z])' | sort | uniq -c | sort -rn | head

执行结果如下图所示：

注意： *** 作完成后请关闭block_dump和启动syslog

echo 0 > /proc/sys/vm/block_dump       #关闭block_dump

/etc/initd/syslog start                             #启动syslog

计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试既是职业资格考试，又是职称资格考试。同时，这种考试还具有水平考试性质，报考任何级别不需要学历、资历条件，只要达到相应的技术水平就可以报考相应的级别。

先用WIN自带的磁盘整理程序,如果没有改善,可以用磁盘读写测试软件来看下速度,个人比较推荐老牌的ATTO Disk Benchmark还有传输时间要看你传的什么,1G的**绝对比1G的软件要快,取决你传输的文件里有多少子文件

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