1、引言

性能这块，虽然是小鱼一直不想去触碰的地方，

但是，身在江湖漂，哪能不带刀！！

小屌丝：鱼哥，最近你得注意身体啊

小鱼：昂… 怎么突然关心起我来了？

小屌丝：还用我说嘛，最近你博文更新的慢，不是在耍妹子，就是在去耍妹子的路上。

小鱼：( ‵o′)凸…我这是在忙工作的事情

小屌丝：我差点信了！！

小鱼：…算了，我不替自己解释了， 我替IO解释吧！

小屌丝：难道，今天要整IO？ 那赶紧！

在认识IO之前，我们要先了解 一下磁盘。

然后在慢慢的认识IO

2、 硬盘知识

2.1 磁盘原理

1、定义

①盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转，15K 10k 7.5k 5.2k RPM

②磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作

③磁头磁化磁盘记录数据

2、图片

3、HDD示意图

2.2 磁盘接口

ATA：（IDE 电子集成驱动器 16Bit总线）可达133M/s

SATA：（串行ATA 8位总线）可达300M/s，甚至600M/s

小屌丝：为什么并行的ATA没有串行的SATA快呢？

小鱼：因为时钟频率不一样，一个时钟内ATA比SATA传输的数据要多

小屌丝：那为什么ATA不反提高时钟频率？

小鱼：排线多，信息干扰与同步问题啊。

小屌丝：哦，原来是这样啊。

2.3 磁盘读写

1. 随机访问(Random Access)

本次IO所给出的扇区地址和上次IO给出扇区地址相差比较大，这样的话磁头在两次IO操作之间需要作比较大的移动动作才能重新开始读/写数据

2. 连续访问(Sequential Access)

当次IO给出的扇区地址与上次IO结束的扇区地址一致或者是接近的话，那磁头就能很快的开始这次IO操作

3. 顺序IO模式(Queue Mode)

磁盘控制器可能会一次对磁盘组发出一连串的IO命令，如果磁盘组一次只能执行一个IO命令

4. 并发IO模式(Burst Mode)

当磁盘组能同时执行多个IO命令时，称为并发IO。并发IO只能发生在由多个磁盘组成的磁盘组上，单块磁盘只能一次处理一个IO命令

2.4 磁盘KPI

IOPS(IO per Second)

定义：

IO系统每秒所执行的IO操作的次数

图片解析

计算公式

IO Time = Seek Time + 60 sec/Rotational Speed/2 + IO Chunk Size/Transfer Rate

IOPS = 1/IO Time = 1/(Seek Time + 60 sec/Rotational Speed/2 + IO Chunk Size/Transfer Rate)

2.5 计算

2.5.1 IOPS计算

为了更直观了解IOPS的计算，

老规矩，上例子

①参数举例

PRM： rpm = round per minute转/每分钟

转速：7.2K RPM

Avg寻道时间：5ms

平均旋转延时：(60s/7.2K)*1/2=4.17ms

最坏情况：转一圈才开始读数据,乘1/2是把读写分开取二分之一

单位IO：比如最大传输速度50M

8K的块，传输时间 =8/50 = 0.156ms

②计算IOPS

IOPS = 1/(5ms+4.17ms+0.156ms)=107 次

2.5.2 传输速率/吞吐率计算

①计算公式

Transfer Rate = IOPS * IO Chunk Size（块大小）

②参数举例

IOPS = 1000

Chunk Size = 8K

TR = 1000 x 8K =8M/s

2.6 IO延时

2.6.1 瓶颈表象

①定义

磁盘IO延时（IO Latency）

也称为IO响应时间，是指内核对磁盘发出一个读或者写的IO命令，到内核接收到回应的时间，IO响应时间包括IO操作在磁盘处理的时间和IO操作在IO等待队列中所花费的等待时间。

单个IO时间

仅仅指的是IO操作在磁盘内部处理的时间，而IO响应时间还要包括IO操作在IO等待队列中所花费的等待时间。

②图片解析

3、IO监控

3.1 windows系统

我们可以直接使用windows自带的监控器

在电脑打开 “性能监视器”，既可看到想看的…

由于小鱼电脑有上帝模式，所以，就直接打开 性能监视器。

3.2 windows IO性能

1. 单次IO大小

Avg.Disk Bytes/Read

AvgDisk Bytes/Write

2. IO响应时间

Avg.Disk sec/Read

Avg.Disk sec/Write

3. IOPS

Disk Reads/sec(<15ms)

Disk Writes/sec(<15ms)

Disk Transfers/sec

4. IO吞吐率

Disk Bytes/sec

Disk Read Bytes/sec

Disk Write Bytes/sec

5. Physical Disk

Physical Disk ： Avg.Disk Queue Length (Q<2)

6. Page faults/sec

>>> Pages Input /sec （Read from disk pages）

>>>Pages Read/sec （Read form disk times）

7. Pages Output/sec

>>>Pages Output/sec（Write to disk）

3.3 Bi BO 流程图

3.4 磁盘性能分析

定义

1、Physical Disk ： % Disk Time

2、Physical Disk ： Avg.Disk Queue Length <2*盘数

3、Memory ：Page Reads/sec

如果内存中没有，那么需要从磁盘中读取

列表展示

名词解析

①PR：Memery Page Reads/sec

②Q：Physical Disk Avg.Disk Queue Length

③DT：Physical Disk Time

④L：Low

⑤H：High

关于IO调优， 请持续关注下一篇

《深聊性能测试，从入门到放弃之：如何对IO进行性能调优(下)》