從磁盤同步看linux的機(jī)制和策略

linux操作系統(tǒng)是典型的機(jī)制和策略相分離的系統(tǒng)，機(jī)制和策略一直是設(shè)計(jì)領(lǐng)域一直關(guān)注的重要問題，它們的結(jié)合程度直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。今天做了一個(gè)linux上膝上電腦的電源管理的腳本，頗有感觸，故寫此文。
???? 對(duì)于膝上電腦，最大的特點(diǎn)就是靠電池供電，而電腦最耗電的就是機(jī)械裝置，比如磁盤，因此如何使得磁盤效率最高就是操作系統(tǒng)的任務(wù)了，磁盤調(diào)度算法當(dāng)然是最 重要的，可是本文不討論它們。操作系統(tǒng)如果想提供省電模式，可以直接在內(nèi)核實(shí)現(xiàn)一系列的策略，然后用戶選擇膝上電腦模式或者系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)到電池的時(shí)候切換 到相應(yīng)的磁盤模式，這個(gè)實(shí)現(xiàn)看似職能，實(shí)際上很不好，極大的限制了用戶。linux的策略和機(jī)制是分離的，因此，體現(xiàn)到這個(gè)事情上也是如此。
???? linux內(nèi)核有著非常強(qiáng)大的磁盤緩存機(jī)制，就是磁盤數(shù)據(jù)先不往磁盤直接讀寫而是直接操作緩存，待到一定條件滿足的時(shí)候才讀寫磁盤，大致有幾個(gè)參 數(shù)：1.dirty_writeback_centisecs，這個(gè)參數(shù)表示內(nèi)核刷新緩存的時(shí)間間 隔；2.dirty_expire_centisecs，這個(gè)參數(shù)表示一個(gè)inode在dirty狀態(tài)停留的最長(zhǎng)時(shí)間；3.laptop_mode，這個(gè) 參數(shù)表示是否為膝上電腦模式。系統(tǒng)根據(jù)以上參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整磁盤刷新的行為，如果為膝上電腦模式，那么我們需要讓磁盤盡量少的走走停停，就是說將臟緩存頁(yè)面積 累到一定程度，然后一次性寫入磁盤而不是像pc機(jī)那樣小間隔的喚醒pdflush，這樣的話可以讓磁盤的效率更高，因此我們理所當(dāng)然的要在 laptop_mode參數(shù)為1的時(shí)候調(diào)整上面提到的另外兩個(gè)參數(shù)，很早以前我想當(dāng)然的以為內(nèi)核在監(jiān)測(cè)到laptop_mode為1時(shí)會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)整那兩個(gè)參 數(shù)，可是我沒有找到代碼，當(dāng)我知道linux的機(jī)制和策略相分離的時(shí)候，我才明白，linux內(nèi)核是不管那種事的，如果管的話，它怎么管，它知道調(diào)整到具 體哪個(gè)值嗎？如果按照所有的可能來個(gè)switch-case的話，內(nèi)核的大小就要增加好幾倍了，windows一直都以大而著稱，就是因?yàn)樗膬?nèi)核實(shí)現(xiàn)好 多的策略，而這些策略是可以在用戶空間微調(diào)的，比如，針對(duì)上述問題我可以寫一個(gè)腳本：
...
if [ ! -w /proc/sys/vm/laptop_mode ]; then
?? ?exit 1
fi
case "$1" in
?? ?laptop)?? ??? ?
?? ??? ?echo "1"?? ?> /proc/sys/vm/laptop_mode
?? ??? ?echo 參數(shù)1?? ?> /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
?? ??? ?echo 參數(shù)2?? ?> /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
?? ??? ?echo 參數(shù)3?? ?> /proc/sys/vm/dirty_ratio
?? ??? ?echo 參數(shù)4?? ?> /proc/sys/vm/dirty_background_ratio
?? ??? ?...
?? ?non-laptop)
?? ??? ?echo "0"?? ?> /proc/sys/vm/laptop_mode
?? ??? ?echo 參數(shù)1-1?? ?> /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
?? ??? ?echo 參數(shù)2-2?? ?> /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
?? ??? ?echo 參數(shù)3-3?? ?> /proc/sys/vm/dirty_ratio
?? ??? ?echo 參數(shù)4-4?? ?> /proc/sys/vm/dirty_background_ratio
?? ??? ?...
這 里的“參數(shù)X”是可以微調(diào)的，看到了吧，多么靈活！linux就像一個(gè)布滿微調(diào)按鈕的機(jī)器，或者是一個(gè)按鍵十分豐富的控制臺(tái)，初接觸的人往往望而生畏，因 為它太復(fù)雜了，幾乎什么都可以微調(diào)，可以做成任何你需要的系統(tǒng)，而不像別的操作系統(tǒng)，比如windows，什么都為你做好，你只要選擇就可以了，是的，選 擇模式固然很方便，但是卻十分不靈活，很多功能你要想實(shí)現(xiàn)要費(fèi)盡周折，這就是為何windows非常大，功能卻很有限，linux小，功能卻很豐富的原 因。