Linux存储驱动性能提升秘籍
I/O调度器是存储驱动的性能“指挥官”，其策略直接影响请求处理效率。对于NVMe设备，推荐使用deadline（针对顺序I/O优化，减少请求延迟）或noop（无调度，适合硬件自身有调度能力的设备，如NVMe SSD）；对于机械硬盘，deadline或bfq（完全公平队列，适合多任务场景）更合适。调整方法：通过echo deadline > /sys/block/nvme0n1/queue/scheduler命令临时切换，或修改/etc/sysfs.d/60-io.conf文件永久生效。
请求队列的配置直接影响吞吐量。关键参数包括：
max_sectors_kb：调整单次I/O请求的最大扇区数（如SSD可设置为更大的值，如512KB），减少请求次数；nr_requests：增加队列深度（如从默认的128提升至256），提高并发处理能力。max_sectors_kb从256KB调整为512KB后，4K随机读性能提升300%。对于NVMe设备，多队列架构（Multi-Queue Block Layer）能充分利用多核CPU的优势。默认情况下，NVMe驱动使用单队列，容易成为瓶颈。启用方法：在驱动加载时添加blk_mq=1参数（如modprobe nvme blk_mq=1），或修改内核启动参数。某企业级NVMe存储阵列通过该技术实现了200万IOPS的性能突破。
异步I/O允许应用程序在等待I/O操作完成时继续执行其他任务，提高CPU利用率。对于容器存储或高频I/O应用，启用AIO可显著提升性能。例如，Docker容器可通过--device-read-bps和--device-write-bps参数限制I/O带宽，配合AIO减少等待时间。
挂载选项直接影响文件系统的I/O行为：
noatime/relatime：减少对文件访问时间的更新（避免每次读取都写入磁盘），降低写负载；discard：启用TRIM功能（通知设备哪些数据块不再需要），提高SSD写入性能和寿命。sudo mount -o noatime,discard /dev/nvme0n1p1 /mnt/nvme。文件系统的特性决定了其对存储设备的适配性：
ext4（支持延迟分配、多块分配）或XFS（高性能、高并发，适合大文件场景）；ext4（稳定性好）或exFAT（兼容性好，适合跨平台）；FAT32（无日志功能，易损坏数据）。内存管理直接影响I/O性能：
vm.dirty_ratio：控制内存中脏数据（未写入磁盘的数据）的比例（如设置为20%，即内存的20%可用于脏数据）；vm.dirty_background_ratio：控制后台刷脏数据的阈值（如设置为10%，即内存的10%为脏数据时，后台开始刷盘）。echo 20 > /proc/sys/vm/dirty_ratio命令临时修改，或修改/etc/sysctl.conf文件永久生效。dma_alloc_coherent分配DMA缓冲区）；usb_stor_bulk_transfer_sglist函数处理scatter-gather列表）。坏道会导致存储性能下降甚至数据丢失：
make_request_fn替代默认坏道处理（如某NAND驱动通过该方案将坏块重映射速度提升10倍）；badblocks工具扫描并修复坏道（如sudo badblocks -v /dev/sdX > badblocks.log）。性能优化需基于数据：
iostat（查看I/O利用率、吞吐量）、iotop（查看进程级I/O消耗）、nmon（综合监控系统性能）等工具定位瓶颈；iozone（测试文件系统性能）、fio（测试块设备性能）建立性能基线（如测试NVMe设备的4K随机读IOPS）。fio测试发现某SSD的4K随机读IOPS为50万，优化后提升至150万。
