Alibaba Cloud Linux：Apa yang harus saya lakukan jika kinerja penulisan I/O buffer sistem file Ext4 pada instance ECS Alibaba Cloud Linux 2 tidak sesuai harapan?

Deskripsi masalah

Operasi penulisan I/O buffer mungkin tidak berjalan sesuai harapan dalam sistem file Ext4 pada instance ECS dengan konfigurasi berikut:

• Versi gambar: dari aliyun-2.1903-x64-20G-alibase-20190327.vhd (inklusif) hingga aliyun_2_1903_x64_20G_alibase_20220525.vhd (eksklusif).

• Versi kernel: dari kernel-4.19.24-9.al7 (inklusif) hingga kernel-4.19.91-26.al7.x86_64 (eksklusif). Anda dapat menjalankan perintah uname -r untuk memeriksa versi kernel.

• Sistem file Ext4 dipasang dengan opsi dioread_nolock dan nodelalloc.

  Catatan

  • Pelajari tentang kinerja penyimpanan blok.

  • Lakukan langkah-langkah berikut:

    Periksa Tipe Sistem File dan Opsi Pemasangan

    1. Identifikasi partisi disk tempat direktori target untuk operasi penulisan berada.

       Ganti <$DIR> dengan direktori target untuk operasi penulisan.

       df <$DIR> | grep -v Filesystem | awk '{ print $1 }'

    2. Lihat tipe sistem file dan opsi pemasangan partisi disk tersebut.

       Ganti <$Partition> dengan nama partisi disk yang diperoleh pada langkah sebelumnya.

       mount | grep -w <$Partition> | grep ext4 | grep -w dioread_nolock | grep -w nodelalloc

cp <$LargeFiles> /mnt/badfile

dd if=/dev/zero of=/mnt/badfile bs=10M count=1000

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00   12.77    0.00    0.00   87.23

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rMB/s    wMB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
vda               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
vdb               0.00  7194.00    0.00   57.00     0.00    28.05  1008.00     0.02   17.81    0.00   17.81   0.39   2.20

Penyebab

Ketika sistem file Ext4 dipasang dengan opsi dioread_nolock dan nodelalloc, sejumlah besar halaman kotor 4-KB yang disebut unwritten extents dihasilkan di kernel. Karena adanya cacat dalam logika pemrosesan sistem file Ext4, halaman-halaman ini tidak digabungkan menjadi halaman besar sebelum ditulis kembali dan diproses sebagai halaman kecil. Ketika Anda menggunakan alat Perf untuk memantau proses penulisan kembali cache halaman kernel, Anda akan menemukan bahwa proses ini dilakukan oleh fungsi ext4_writepages dari sistem file Ext4. Sebagian besar waktu dihabiskan untuk mencari dan memetakan halaman kotor 4-KB, sehingga mengakibatkan kinerja penulisan file yang sangat rendah.

Solusi