MySQL 調優基礎（四）：Linux 磁碟 I/O 子系統深度解析與優化

MySQL 調優基礎（四）：Linux 磁碟 I/O 子系統深度解析與優化

1. I/O 處理四層架構

1. 檔案系統快取層： 資料經 Page Cache，修改後由 pdflush 依 vm.dirty_background_ratio/vm.dirty_ratio 刷回磁碟。Bio 結構合併相鄰 Block 優化寫入
2. Block Layer（I/O 排程器）： 所有進程 I/O 請求在此排隊調度，關鍵調優點
   • Anticipatory：適合單碟桌面系統
   • CFQ（預設）：完全公平排隊，**極不適合資料庫**（DB 進程只能獲得公平份額）
   • Deadline：依截止時間調度，近即時響應，吞吐佳，**資料庫磁碟首選**
   • NOOP：單純 FIFO，不合併相鄰 I/O，**SSD 專用**（隨機/順序無差異，省 CPU）
3. 磁碟驅動層： 順序讀易成帶寬瓶頸
4. 實體磁碟： 隨機讀易成瓶頸，優化靠 RAID 或上 SSD

2. I/O 排程器查看與修改

# 臨時修改（立即生效，重啟失效）
cat /sys/block/sda/queue/scheduler
echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler

# 永久修改（需重啟）
# 編輯 /boot/grub/menu.lst，kernel 行加入 elevator=deadline
kernel /boot/vmlinuz-2.6.18-8.el5 ro root=LABEL=/ elevator=deadline rhgb quiet

3. I/O 瓶頸偵測工具實戰

iostat 核心指標

iostat -d -m -x 2 3
# -d: 僅磁碟  -m: MB單位  -x: 擴展統計  2 3: 每2秒取樣3次

同時觀察 CPU %iowait 高企、avgqu-sz 大、await 高、%util 高，綜合判斷磁碟瓶頸。

vmstat / sar -b / iotop 輔助分析

• vmstat 2：bi（讀入 Block/s）、bo（寫出 Block/s）
• sar -b 2 3：tps/rtps/wtps/bread/s/bwrtn/s
• iotop：類 top 介面，依 I/O 排序，**快速定位佔用 I/O 最高的進程/執行緒**
  • 左右鍵切換排序欄位
  • p 切換進程/執行緒檢視
  • r 反轉排序
  • iotop -k -u mysql 專看 mysql 用戶

4. 實例分析與優化策略

案例：tps ~400、rMB/s ~5、wMB/s ~1、await < 5ms、%util > 80% → 響應正常但已繁忙。

四大優化方向

1. 選對 I/O 排程器： SSD 用 NOOP，HDD 用 Deadline
2. 架構層面： Master-Slave 讀寫分離分散 I/O 壓力
3. 記憶體： 增加 RAM 擴大 Page Cache，減少物理 I/O
4. 檔案系統： 掛載加 noatime,nodiratime，選用 XFS 提升 TPS

核心原則： 優化前必須搞清是隨機 I/O 多（上 RAID/SSD）還是順序 I/O 多（換更快控制器/帶寬），對症下藥。