linux io，LinuX下载
各位老铁们好，相信很多人对linux io都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于linux io以及LinuX下载的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！
如何查看linux服务器io读写情况
首先、用top命令查看
top- 16:15:05 up 6 days, 6:25, 2 users, load average: 1.45, 1.77, 2.14
Tasks: 147 total, 1 running, 146 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 0.2% us, 0.2% sy, 0.0% ni, 86.9% id, 12.6% wa, 0.0% hi, 0.0% si
Mem: 4037872k total, 4003648k used, 34224k free, 5512k buffers
Swap: 7164948k total, 629192k used, 6535756k free, 3511184k cached
查看12.6% wa
IO等待所占用的CPU时间的百分比,高过30%时IO压力高
其次、用iostat-x 1 10
avg-cpu:%user%nice%sys%iowait%idle
0.00 0.00 0.25 33.46 66.29
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm%util
sda 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
sdb 0.00 1122 17.00 9.00 192.00 9216.00 96.00 4608.00 123.79 137.23 1033.43 13.17 100.10
sdc 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
查看%util 100.10%idle 66.29
如果%util接近 100%，说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。
idle小于70% IO压力就较大了,一般读取速度有较多的wait.
同时可以结合vmstat查看查看b参数(等待资源的进程数)
vmstat-1
如果你想对硬盘做一个IO负荷的压力测试可以用如下命令
time dd if=/dev/zero bs=1M count=2048 of=direct_2G
此命令为在当前目录下新建一个2G的文件
我们在新建文件夹的同时来测试IO的负荷情况
Linux异步IO
Linux中最常用的IO模型是同步IO，在这个模型中，当请求发出之后，应用程序就会阻塞，直到请求满足条件为止。这是一种很好的解决方案，调用应用程序在等待IO完成的时候不需要占用CPU，但是在很多场景中，IO请求可能需要和CPU消耗交叠，以充分利用CPU和IO提高吞吐率。
下图描绘了异步IO的时序，应用程序发起IO操作后，直接开始执行，并不等待IO结束，它要么过一段时间来查询之前的IO请求完成情况，要么IO请求完成了会自动被调用与IO完成绑定的回调函数。
Linux的AIO有多种实现，其中一种实现是在用户空间的glibc库中实现的，本质上是借用了多线程模型，用开启的新的线程以同步的方式做IO，新的AIO辅助线程与发起AIO的线程以pthread_cond_signal()的形式进行线程间的同步，glibc的AIO主要包含以下函数：
1、aio_read()
aio_read()函数请求对一个有效的文件描述符进行异步读操作。这个文件描述符可以代表一个文件、套接字，甚至管道，aio_read()函数原型如下：
aio_read（）函数在请求进行排队之后就会立即返回（尽管读操作并未完成），如果执行成功就返回0，如果出现错误就返回-1。参数aiocb（AIO I/O Control Block）结构体包含了传输的所有信息，以及为AIO操作准备的用户空间缓冲区。在产生IO完成通知时，aiocb结构就被用来唯一标识所完成的IO操作。
2.aio_write()
aio_write()函数用来请求一个异步写操作。函数原型如下：
aio_write（）函数会立即返回，并且它的请求以及被排队（成功时返回值为0，失败时返回值为-1）
3.aio_error()
aio_error()函数被用来确定请求的状态，其原型如下：
该函数的返回：
4.aio_return()
异步IO和同步阻塞IO方式之间有一个区别就是不能立即访问函数的返回状态，因为异步IO没有阻塞在read()调用上。在标准的同步阻塞read()调用中，返回状态是在该函数返回时提供的。
但是在异步IO中，我们要用aio_return()函数，原型如下：
只有在aio_error()调用确定请求已经完成（可能成功、也可能发生了错误）之后，才会调用这个函数，aio_return()的返回值就等价于同步情况中read()或者write系统调用的返回值。
5.aio_suspend()
用户可以用该函数阻塞调用进程，直到异步请求完成为止，调用者提供了一个aiocb引用列表，其中任何一个完成都会导致aio_suspend()返回。函数原型如下：
6.aio_cancel()
该函数允许用户取消对某个文件描述符执行的一个或所以IO请求。
要取消一个请求，用户需要提供文件描述符和aiocb指针，如果这个请求被成功取消了，那么这个函数就会返回AIO_CANCELED。如果请求完成了，就会返回AIO_NOTCANCELED。
7.lio_listio()
lio_listio()函数可用于同时发起多个传输。这个函数非常重要，它使得用户可以在一个系统调用中启动大量的IO操作，原型如下：
mode参数可以是LIO_WAIT或者是LIO_NOWAIT。LIO_WAIT会阻塞这个调用，直到所有的IO都返回为止，若是LIO_NOWAIT模型，在IO操作完成排队之后，该函数就会返回。list是一个aiocb的列表，最大元素的个数是由nent定义的。如果list的元素为null，lio_listio（）会将其忽略。
Linux磁盘IO、网络IO、零拷贝详解
在计算机操作系统的领域，I/O（输入/输出）指的是数据从计算机系统外部到内部，或者从内部到外部的传输过程，通常可以分为磁盘I/O和网络I/O两类。
磁盘I/O模型和网络I/O模型的底层操作本质都是用户空间和内核空间之间的数据传输。在Linux操作系统中，由于安全性的考虑，用户进程无法直接访问内核空间的数据，因此数据传输需要经过从用户空间到内核空间，再到物理设备，最后返回用户空间的路径。
磁盘I/O的读操作过程中，当应用程序发起read()请求时，系统首先检查内核缓冲区是否已存有所需数据，若存在直接复制至用户空间；若不存在，则通过DMA方式从磁盘读取数据至缓冲区，再复制至用户空间。写操作则需先将数据从用户空间复制至内核缓冲区，具体步骤涉及三次拷贝：磁盘读取、用户空间至内核空间、内核空间至磁盘。
网络I/O的读写操作与磁盘I/O类似，读操作中数据可能来源于物理磁盘或socket，写操作中假设数据来源于磁盘，流程与磁盘I/O的写操作相似。网络I/O的延迟主要由服务器响应时间、带宽限制、网络延迟、路由跳转延迟和接收延迟等综合决定，通常大于磁盘I/O。
在磁盘I/O中，使用缓冲机制来提高效率和保护磁盘，但存在数据在应用程序地址空间和页缓存之间多次拷贝的操作，引入了开销。为解决这一问题，直接I/O（Direct I/O）方式被引入，数据直接在用户地址空间的缓冲区和磁盘之间传输，减少了不必要的拷贝。
mmap（内存映射）是另一种内存管理机制，它将页缓存地址空间映射到用户空间，允许用户进程直接对页缓存进行读写操作，实现了一种特殊的缓存I/O。
Linux中的五大网络I/O模型包括BIO（阻塞模式IO）、NIO（非阻塞模式IO）、I/O多路复用模型、信号驱动IO和异步IO（AIO）。这些模型分别采用不同的方式处理I/O请求，以适应不同的应用场景和性能需求。
总结而言，I/O操作是计算机系统中至关重要的环节，涉及数据在不同空间的高效传输。Linux操作系统通过各种机制优化I/O性能，满足不同应用的需要。
