IO性能对于一个系统的影响是至关重要的。 一个系统经过多项优化以后,瓶颈往往落在数据库;而数据库经过多种优化以后,瓶颈最终会落到IO。而IO性能的发展,明显落后于CPU的发展。Memchached也好,NoSql也好,这些流行技术的背后都在直接或者间接地回避IO瓶颈,从而提高系统性能。

IO系统的分层:

  1. 三层结构

上图层次比较多,但总的就是三部分。磁盘(存储)、VM(卷管理)和文件系统。专有名词不好理解,打个比方说:磁盘就相当于一块待用的空地;LVM相当于空地上的围墙(把空地划分成多个部分);文件系统则相当于每块空地上建的楼房(决定了有多少房间、房屋编号如何,能容纳多少人住);而房子里面住的人,则相当于系统里面存的数据。

  • 文件系统—数据如何存放?

对应了上图的File System和Buffer Cache。

File System(文件系统):解决了空间管理的问题,即:数据如何存放、读取。

Buffer Cache:解决数据缓冲的问题。对读,进行cache,即:缓存经常要用到的数据;对写,进行buffer,缓冲一定数据以后,一次性进行写入。

  • VM—磁盘空间不足了怎么办?

对应上图的Vol Mgmt。

VM其实跟IO没有必然联系。他是处于文件系统和磁盘(存储)中间的一层。VM屏蔽了底层磁盘对上层文件系统的影响。当没有VM的时候,文件系统直接使用存储上的地址空间,因此文件系统直接受限于物理硬盘,这时如果发生磁盘空间不足的情况,对应用而言将是一场噩梦,不得不新增硬盘,然后重新进行数据复制。而VM则可以实现动态扩展,而对文件系统没有影响。另外,VM也可以把多个磁盘合并成一个磁盘,对文件系统呈现统一的地址空间,这个特性的杀伤力不言而喻。

  • 存储—数据放在哪儿?如何访问?如何提高IO速度?

对应上图的Device Driver、IO Channel和Disk Device

数据最终会放在这里,因此,效率、数据安全、容灾是这里需要考虑的问题。而提高存储的性能,则可以直接提高物理IO的性能

2. Logical IO vs Physical IO

逻辑IO是操作系统发起的IO,这个数据可能会放在磁盘上,也可能会放在内存(文件系统的Cache)里。

物理IO是设备驱动发起的IO,这个数据最终会落在磁盘上。

逻辑IO和物理IO不是一一对应的。

这部分的东西在网络编程经常能看到,不过在所有IO处理中都是类似的。

IO请求的两个阶段:

等待资源阶段:IO请求一般需要请求特殊的资源(如磁盘、RAM、文件),当资源被上一个使用者使用没有被释放时,IO请求就会被阻塞,直到能够使用这个资源。

使用资源阶段:真正进行数据接收和发生。

举例说就是排队和服务。

在等待数据阶段,IO分为阻塞IO和非阻塞IO。

阻塞IO:资源不可用时,IO请求一直阻塞,直到反馈结果(有数据或超时)。

非阻塞IO:资源不可用时,IO请求离开返回,返回数据标识资源不可用

在使用资源阶段,IO分为同步IO和异步IO。

同步IO:应用阻塞在发送或接收数据的状态,直到数据成功传输或返回失败。

异步IO:应用发送或接收数据后立刻返回,数据写入OS缓存,由OS完成数据发送或接收,并返回成功或失败的信息给应用。

按照Unix的5个IO模型划分

  • 阻塞IO
  • 非阻塞IO
  • IO复用
  • 信号驱动的IO
  • 异步IO

从性能上看,异步IO的性能无疑是最好的。

各种IO的特点

  • 阻塞IO:使用简单,但随之而来的问题就是会形成阻塞,需要独立线程配合,而这些线程在大多数时候都是没有进行运算的。Java的BIO使用这种方式,问题带来的问题很明显,一个Socket需要一个独立的线程,因此,会造成线程膨胀。
  • 非阻塞IO:采用轮询方式,不会形成线程的阻塞。Java的NIO使用这种方式,对比BIO的优势很明显,可以使用一个线程进行所有Socket的监听(select)。大大减少了线程数。
  • 同步IO:同步IO保证一个IO操作结束之后才会返回,因此同步IO效率会低一些,但是对应用来说,编程方式会简单。Java的BIO和NIO都是使用这种方式进行数据处理。
  • 异步IO:由于异步IO请求只是写入了缓存,从缓存到硬盘是否成功不可知,因此异步IO相当于把一个IO拆成了两部分,一是发起请求,二是获取处理结果。因此,对应用来说增加了复杂性。但是异步IO的性能是所有很好的,而且异步的思想贯穿了IT系统放放面面。

转载:https://blog.csdn.net/lileizhang/article/details/20623415

(性能测试笔记)逻辑IO和物理IO的区别的更多相关文章

  1. python 学习笔记12(事件驱动、IO多路复用、异步IO)

    阻塞IO和非阻塞IO.同步IO和异步IO的区别 讨论背景:Linux环境下的network IO. 1.先决条件(几个重要概念) 1.1.用户空间与内核空间 现在操作系统都是采用虚拟存储器,那么对32 ...

  2. 阻塞 io 非阻塞 io 学习笔记

    阻塞 io 非阻塞 io 学习笔记

  3. Java NIO 学习笔记(七)----NIO/IO 的对比和总结

    目录: Java NIO 学习笔记(一)----概述,Channel/Buffer Java NIO 学习笔记(二)----聚集和分散,通道到通道 Java NIO 学习笔记(三)----Select ...

  4. Java基础知识强化之IO流笔记83:NIO与IO

    当学习了Java NIO和IO的API后,一个问题马上涌入脑海: 我应该何时使用IO,何时使用NIO呢?在本文中,我会尽量清晰地解析Java NIO和IO的差异.它们的使用场景,以及它们如何影响您的代 ...

  5. Haskell语言学习笔记(19)File IO

    关于IO Action 类型为IO t. 运算时不执行,因而没有任何效果,只有执行时才会有效果,产生副作用. 一个IO Action只有在其他IO Action中才能被执行. 类型为IO t的IO A ...

  6. 初谈SQL Server逻辑读、物理读、预读

    前言 本文涉及的内容均不是原创,是记录自己在学习IO.执行计划的过程中学习其他大牛的博客和心得并记录下来,之所以想写下来是为了记录自己在追溯的过程遇到的几个问题,并把这些问题弄清楚. 本章最后已贴出原 ...

  7. io端口与io内存详解

    (一)地址的概念 1)物理地址:CPU地址总线传来的地址,由硬件电路控制其具体含义.物理地址中很大一部分是留给内存条中的内存的,但也常被映射到其他存储器上(如显存.BIOS等).在程序指令中的虚拟地址 ...

  8. windows核心编程---第九章 同步设备IO与异步设备IO之同步IO

    同步设备IO 所谓同步IO是指线程在发起IO请求后会被挂起,IO完成后继续执行. 异步IO是指:线程发起IO请求后并不会挂起而是继续执行.IO完毕后会得到设备的通知.而IO完成端口就是实现这种通知的很 ...

  9. SQL Server 中的逻辑读与物理读

    首先要理解逻辑读和物理读: 预读:用估计信息,去硬盘读取数据到缓存.预读100次,也就是估计将要从硬盘中读取了100页数据到缓存. 物理读:查询计划生成好以后,如果缓存缺少所需要的数据,让缓存再次去读 ...

  10. SQL SERVER中的逻辑读取,物理读取,以及预读的理解

    在SQLSERVER查询分析器中,当我们用Set Statistics on 语句来统计SQL语句或者存储过程I/O的时候, SQLSERVER会显示几个概念去词语:逻辑读取,物理读取,预读. 如下: ...

随机推荐

  1. absolute定位后居中的方法

    要求 : 子级需要加动画上下动起来,并且需要在全屏居中 html代码如下: <div class="row m-0 w-100 mybanner"> <!-- 左 ...

  2. 图文并茂Windows系统使用XAMPP搭建本地mysql数据库导入数据库并使用node.js访问数据库

    点击下载XAMPP 点击启动Apache和Mysql 如果出现这种报错,修改配置文件,一般出现这种情况是因为端口占用 再次尝试START, 成功啦~~ 接下来我们准备一份写好的SQL 文件 输入如下命 ...

  3. 关于v-deep有你想知道的一切

    1.首先要知道v-deep的使用场合. 在此之前先了解一下scoped属性,scoped 属性是一个布尔属性.如果使用该属性,则样式仅仅应用到 style 元素的父元素及其子元素. 在vue中引入了s ...

  4. 深度剖析 Linux 伙伴系统的设计与实现

    在上篇文章 <深入理解 Linux 物理内存分配全链路实现> 中,笔者为大家详细介绍了 Linux 内存分配在内核中的整个链路实现: 但是当内核执行到 get_page_from_free ...

  5. JavaScript 疑难记录(未解决)

    异步迭代器与生成器的联系和区别

  6. Quartz与Topshelf结合实现window定时服务

    一,新建控制台应用程序 二,选中项目,右键 - 管理 NuGet 程序包,添加四个: Quartz Quartz.Plugins Topshelf log4net 三,创建项目文件 三个配置文件:必须 ...

  7. 【TS】基础类型

    在ts中定义基础类型, 语法 : let 变量名 : 数据类型 = 值 // 布尔类型 ----boolean let flag : boolean = true flag = false 在赋值的时 ...

  8. 安卓逆向HOOK 3.系类HOOK

    package xphok; import java.lang.reflect.Method; import java.security.MessageDigest; import java.text ...

  9. ps抠图小技巧

    1.背景橡皮擦工具 适合分离单一背景. 中括号键可以调整大小. 2.调整边缘抠图(也叫选择并遮住) 适合扣毛发丝. 套索工具框选出大概: 点击选择并遮住后出来一个面板: 视图选择叠加,输出设置勾上净化 ...

  10. 如何将项目打包成apk或exe程序

    一. 打包成exe 确认已经安装了pyinstaller,然后依次执行下面指令 pyinstaller -F setup.py 打包exe pyinstaller -F -w setup.py 不带控 ...