blktrace 深度了解linux系统的IO运作
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我们在Linux上总是要保存数据的，数据要不保存在文件系统里要不保存在文件系统(如ext3)，要不就在裸设备里面。我们在使用这些数据的时候都是通过文件这个抽象来访问的，操作系统会把我们需要的数据给我们，我们通常无需和块设备打交道。
从下图我们可以很清楚的看到：
我们会发现IO是个层次很深的子系统，有很复杂的数据流动线路。
至于操作系统如何去存储和获取这些数据对我们完全是黑盒子的，这通常不是问题。但是如果我们的IO很密集，我们就需要搞清楚IO具体是如何运作的，免的滥用IO和导致设计问题。
这时候你就需要blktrace这样的工具。
blktrace is a block layer IO tracing mechanism which provides detailed information about request queue operations up to user space.
它的作者Jens Axboe， 是内核IO模块的维护者，目前就职于FusionIO, 是个很nice的家伙，同时他还是著名IO评测工具fio的作者。
相关的文档：
userguide: http://pdfedit.petricek.net/bt/file_download.php?file_id=17&type=bug
HP的人写的指南： http://www.gelato.org/pdf/apr2006/gelato_ICE06apr_blktrace_brunelle_hp.pdf
目前blktrace在大部分的Linux发行版都支持的，我们可以轻松的安装使用：
$ sudo yum install blktrace $ sudo blktrace /dev/sda5 -o -|blkparse -i - 8,5 2 1 0.000000000 0 C W 40247824 + 8 [0] 0,0 2 2 0.000040884 4271 A W 31105920 + 8 <- (8,3) 132600 8,5 2 3 0.000041214 4271 Q W 31105920 + 8 [(null)] 8,5 2 4 0.000045947 4271 G W 31105920 + 8 [(null)] 8,5 2 5 0.000046707 4271 P N [(null)] 8,5 2 6 0.000047073 4271 I W 31105920 + 8 [(null)] 0,0 2 7 0.000048282 4271 A W 31105928 + 8 <- (8,3) 132608 8,5 2 8 0.000048357 4271 Q W 31105928 + 8 [(null)] 8,5 2 9 0.000049137 4271 M W 31105928 + 8 [(null)] 0,0 2 10 0.000050167 4271 A W 31105936 + 8 <- (8,3) 132616 8,5 2 11 0.000050241 4271 Q W 31105936 + 8 [(null)] 8,5 2 12 0.000050417 4271 M W 31105936 + 8 [(null)] 0,0 2 13 0.000050984 4271 A W 31105944 + 8 <- (8,3) 132624 8,5 2 14 0.000051047 4271 Q W 31105944 + 8 [(null)] 8,5 2 15 0.000051258 4271 M W 31105944 + 8 [(null)] 8,5 2 16 0.000051829 4271 U N [(null)] 1 8,5 2 17 0.000052699 4271 D W 31105920 + 32 [(null)] 8,5 2 18 0.000108292 0 C W 31105920 + 32 [0] 0,0 2 19 0.000127791 4271 A W 31105952 + 8 <- (8,3) 132632 8,5 2 20 0.000128001 4271 Q W 31105952 + 8 [(null)] 8,5 2 21 0.000128874 4271 G W 31105952 + 8 [(null)] 8,5 2 22 0.000129373 4271 P N [(null)] 8,5 2 23 0.000129706 4271 I W 31105952 + 8 [(null)] 8,5 2 24 0.000130551 4271 U N [(null)] 1 8,5 2 25 0.000131330 4271 D W 31105952 + 8 [(null)] 8,5 2 26 0.000172705 0 C W 31105952 + 8 [0] 0,0 13 1 1266874889.709337223 4271 A W 40247824 + 8 <- (8,3) 9274504 8,5 13 2 1266874889.709338011 4271 Q W 40247824 + 8 [kjournald] 8,5 13 3 1266874889.709343974 4271 G W 40247824 + 8 [kjournald] 8,5 13 4 1266874889.709346653 4271 P N [kjournald] 8,5 13 5 1266874889.709347728 4271 I W 40247824 + 8 [kjournald] 8,5 13 6 1266874889.709350795 4271 U N [kjournald] 1 8,5 13 7 1266874889.709355396 4271 D W 40247824 + 8 [kjournald] 0,0 21 1 0.504685570 4267 A W 92640335 + 8 <- (8,6) 234392 8,5 21 2 0.504686212 4267 Q W 92640335 + 8 [kjournald] 8,5 21 3 0.504690614 4267 G W 92640335 + 8 [kjournald] 8,5 21 4 0.504691826 4267 P N [kjournald] 8,5 21 5 0.504692896 4267 I W 92640335 + 8 [kjournald] 0,0 21 6 0.504694268 4267 A W 92640343 + 8 <- (8,6) 234400 8,5 21 7 0.504694448 4267 Q W 92640343 + 8 [kjournald] 8,5 21 8 0.504695115 4267 M W 92640343 + 8 [kjournald] 0,0 21 9 0.504696227 4267 A W 92640351 + 8 <- (8,6) 234408 8,5 21 10 0.504696357 4267 Q W 92640351 + 8 [kjournald] 8,5 21 11 0.504696615 4267 M W 92640351 + 8 [kjournald] 0,0 21 12 0.504697422 4267 A W 92640359 + 8 <- (8,6) 234416 8,5 21 13 0.504697565 4267 Q W 92640359 + 8 [kjournald] 8,5 21 14 0.504697787 4267 M W 92640359 + 8 [kjournald] 0,0 21 15 0.504698549 4267 A W 92640367 + 8 <- (8,6) 234424 8,5 21 16 0.504698677 4267 Q W 92640367 + 8 [kjournald] 8,5 21 17 0.504698939 4267 M W 92640367 + 8 [kjournald] 8,5 21 18 0.504699954 4267 U N [kjournald] 1 8,5 21 19 0.504704050 4267 D W 92640335 + 40 [kjournald] 8,5 2 27 0.504810390 0 C W 92640335 + 40 [0] 0,0 2 28 0.504842324 4267 A W 92640375 + 8 <- (8,6) 234432 8,5 2 29 0.504842594 4267 Q W 92640375 + 8 [kjournald] 8,5 2 30 0.504844133 4267 G W 92640375 + 8 [kjournald] 8,5 2 31 0.504845233 4267 P N [kjournald] 8,5 2 32 0.504845703 4267 I W 92640375 + 8 [kjournald] 8,5 2 33 0.504846958 4267 U N [kjournald] 1 8,5 2 34 0.504848547 4267 D W 92640375 + 8 [kjournald] 8,5 2 35 0.504879109 0 C W 92640375 + 8 [0] CPU2 (8,5): Reads Queued: 0, 0KiB Writes Queued: 6, 24KiB Read Dispatches: 0, 0KiB Write Dispatches: 3, 24KiB Reads Requeued: 0 Writes Requeued: 0 Reads Completed: 0, 0KiB Writes Completed: 5, 48KiB Read Merges: 0, 0KiB Write Merges: 3, 12KiB Read depth: 0 Write depth: 2 IO unplugs: 3 Timer unplugs: 0 CPU13 (8,5): Reads Queued: 0, 0KiB Writes Queued: 1, 4KiB Read Dispatches: 0, 0KiB Write Dispatches: 1, 4KiB Reads Requeued: 0 Writes Requeued: 0 Reads Completed: 0, 0KiB Writes Completed: 0, 0KiB Read Merges: 0, 0KiB Write Merges: 0, 0KiB Read depth: 0 Write depth: 2 IO unplugs: 1 Timer unplugs: 0 CPU21 (8,5): Reads Queued: 0, 0KiB Writes Queued: 5, 20KiB Read Dispatches: 0, 0KiB Write Dispatches: 1, 20KiB Reads Requeued: 0 Writes Requeued: 0 Reads Completed: 0, 0KiB Writes Completed: 0, 0KiB Read Merges: 0, 0KiB Write Merges: 4, 16KiB Read depth: 0 Write depth: 2 IO unplugs: 1 Timer unplugs: 0 Total (8,5): Reads Queued: 0, 0KiB Writes Queued: 12, 48KiB Read Dispatches: 0, 0KiB Write Dispatches: 5, 48KiB Reads Requeued: 0 Writes Requeued: 0 Reads Completed: 0, 0KiB Writes Completed: 5, 48KiB Read Merges: 0, 0KiB Write Merges: 7, 28KiB IO unplugs: 5 Timer unplugs: 0 Throughput (R/W): 0KiB/s / 95KiB/s Events (8,5): 61 entries Skips: 0 forward (0 - 0.0%)
利用这些信息我们可以很清楚的知道我们IO设备在做什么，花了多少时间，透过它了解我们系统的运作。如何解读这些信息我们可以看手册有详细的解释：
$ man blkparse
同时如果你觉得这些信息太原始，类似btt, seekwatcher这样的工具在blktrace的信息的基础上更深入的挖掘了系统的行为，使用起来也更简单。
我们在实际工作的过程中用blktrace定位了很多问题，比如fsync的延时问题和IO调度器的问题，确实是很实用的一个工具。
祝大家玩的开心。
建议继续学习：
- 关于IO的同步,异步,阻塞,非阻塞 (阅读：14482)
- Linux服务器性能评估 (阅读：8189)
- 提升磁盘IO性能的几个技巧 (阅读：7606)
- I/O模型-读书笔记 (阅读：6918)
- Innodb IO优化－配置优化 (阅读：6658)
- 查看 CPU, Memory, I/O and NetFlow (阅读：6442)
- Linux操作系统内核3.3版本I/O Stack的流图 (阅读：5780)
- Linux IO协议栈框图 (阅读：5338)
- MySQL Tuning之浅析I/O优化 (阅读：5146)
- Linux下的一些I/O统计工具 (阅读：4910)
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文章信息
- 作者：Yu Feng 来源： Erlang非业余研究
- 标签： blktrace IO
- 发布时间：2011-02-22 07:36:53
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