44 | 理解IO_WAIT：I/O性能到底是怎么回事儿？
徐文浩
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
在专栏一开始的时候，我和你说过，在计算机组成原理这门课里面，很多设计的核心思路，都来源于性能。在前面讲解 CPU 的时候，相信你已经有了切身的感受了。
大部分程序员开发的都是应用系统。在开发应用系统的时候，我们遇到的性能瓶颈大部分都在 I/O 上。在第 36 讲讲解局部性原理的时候，我们一起看了通过把内存当作是缓存，来提升系统的整体性能。在第 37 讲讲解 CPU Cache 的时候，我们一起看了 CPU Cache 和主内存之间性能的巨大差异。
然而，我们知道，并不是所有问题都能靠利用内存或者 CPU Cache 做一层缓存来解决。特别是在这个“大数据”的时代。我们在硬盘上存储了越来越多的数据，一个 MySQL 数据库的单表有个几千万条记录，早已经不算是什么罕见现象了。这也就意味着，用内存当缓存，存储空间是不够用的。大部分时间，我们的请求还是要打到硬盘上。那么，这一讲我们就来看看硬盘 I/O 性能的事儿。
IO 性能、顺序访问和随机访问
如果去看硬盘厂商的性能报告，通常你会看到两个指标。一个是响应时间（Response Time），另一个叫作数据传输率（Data Transfer Rate）。没错，这个和我们在专栏的一开始讲的 CPU 的性能一样，前面那个就是响应时间，后面那个就是吞吐率了。
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硬盘I/O性能对计算机系统至关重要，尤其在应用系统开发中常成为性能瓶颈。本文从硬盘的数据传输率、响应时间以及顺序访问和随机访问的性能差异出发，介绍了HDD和SSD硬盘性能对比，以及IOPS对服务器性能的重要性。通过实际测试结果展示了如何通过top和iostat命令来定位CPU是否在等待I/O操作完成的问题，以及如何通过iotop命令找出具体占用大量I/O的进程。文章强调了通过这些命令的组合可以快速定位程序遇到的I/O瓶颈，并提出了推荐阅读和课后思考的内容。总结来看，本文通过深入讨论硬盘的核心指标和相关命令，为读者提供了快速了解硬盘I/O性能重要性以及解决I/O性能问题的方法。
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Joe Black请问下顺序IO在开发上是怎么实现的？比如对于C开发，就是以append only的方式打开一个文件直接写就行了？还是说有什么特别的控制指令？ 我看挺多数据库软件写日志的时候用的都是所谓的AOF文件，说顺序写完日志再应用到库里，是不是也是同样的方式？作者回复: 钱晓明同学， 你好，在应用开发层面，的确只要append only直接写文件就OK了。 是的，这种先写日志，再commit到实际的数据库内部的存储结构的WAL（Write Ahead Logging）日志的方式，其实也就是AOF（Append Only File）的方式。
2020-02-0710
88591老师，怎么能控制磁盘的顺序读写和随机读写，操作系统有什么api 吗。一直没有找到作者回复: loser同学， 你好，这个由文件系统来控制，而不是由上层的应用API来控制。
2019-12-123
Frankpci-e 的ssd 磁盘iops 才20000。那云平台的云磁盘是不是更低了。作者回复: we同学， 你好，硬件设备日新月异，而且现在云平台下的SSD硬件都很不错的，你可以自己用stress压压看。
2019-08-0763
许童童老师你好，我在CENTOS下用Stress命令，IO_WAIT并没有上去，是什么原因？作者回复: 能贴一下具体的指令么？
2019-08-0742- 许童童老师你好，我有一台云主机，怎么样才能测出硬盘的性能，比如最大的IOPS？
作者回复: 你可以用我在这一讲的stress命令压一下。不过云主机大家现在都是超卖的，而且可能存在别人的应用也在运行的情况。有时候测出来数据会有波动。
2019-08-0721 
bro.4K-64Thrd是随机64队列深度测试，软件则会生成64个16MB大小的测试文件（共计1GB），然后同时以4KB的单位尺寸，同时在这64个文件中进行写入和读取测试，最后依然以平均成绩为结果!2019-08-0753- 有铭才注意到，硬盘的随机读的性能是不如随机写的。我以前一直以为是反过来的，但是为什么呢？按这个现象，原来硬盘类设备是“写多读少”的设计思路？2019-08-07523
活的潇洒工作经常遇到IO_WAIT的案例 老师讲的正好可以用上 day44 笔记：https://www.cnblogs.com/luoahong/p/11363137.html2019-08-2147
Mondaytop 中 %CPU的wa是实时CPU等待io占用百分比。若是要收集一段时间内的io耗时占比呢？比如一周2020-06-1625
草帽路飞您好，老师程序中如果直接写文件是顺序读写么？2020-03-243
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