从磁盘同步看linux的机制和策略 可扩展性, linux, 稳定性, 最大的, 操作系统

yuyang911220

linux操作系统是典型的机制和策略相分离的系统，机制和策略一直是设计领域一直关注的重要问题，它们的结合程度直接关系到系统的稳定性和可扩展性。今天做了一个linux上膝上电脑的电源管理的脚本，颇有感触，故写此文。
     对于膝上电脑，最大的特点就是靠电池供电，而电脑最耗电的就是机械装置，比如磁盘，因此如何使得磁盘效率最高就是操作系统的任务了，磁盘调度算法当然是最 重要的，可是本文不讨论它们。操作系统如果想提供省电模式，可以直接在内核实现一系列的策略，然后用户选择膝上电脑模式或者系统自动监测到电池的时候切换 到相应的磁盘模式，这个实现看似职能，实际上很不好，极大的限制了用户。linux的策略和机制是分离的，因此，体现到这个事情上也是如此。
     linux内核有着非常强大的磁盘缓存机制，就是磁盘数据先不往磁盘直接读写而是直接操作缓存，待到一定条件满足的时候才读写磁盘，大致有几个参 数：1.dirty_writeback_centisecs，这个参数表示内核刷新缓存的时间间 隔；2.dirty_expire_centisecs，这个参数表示一个inode在dirty状态停留的最长时间；3.laptop_mode，这个 参数表示是否为膝上电脑模式。系统根据以上参数动态调整磁盘刷新的行为，如果为膝上电脑模式，那么我们需要让磁盘尽量少的走走停停，就是说将脏缓存页面积 累到一定程度，然后一次性写入磁盘而不是像pc机那样小间隔的唤醒pdflush，这样的话可以让磁盘的效率更高，因此我们理所当然的要在 laptop_mode参数为1的时候调整上面提到的另外两个参数，很早以前我想当然的以为内核在监测到laptop_mode为1时会动态调整那两个参 数，可是我没有找到代码，当我知道linux的机制和策略相分离的时候，我才明白，linux内核是不管那种事的，如果管的话，它怎么管，它知道调整到具 体哪个值吗？如果按照所有的可能来个switch-case的话，内核的大小就要增加好几倍了，windows一直都以大而著称，就是因为它的内核实现好 多的策略，而这些策略是可以在用户空间微调的，比如，针对上述问题我可以写一个脚本：
...
if [ ! -w /proc/sys/vm/laptop_mode ]; then
    exit 1
fi
case "$1" in
    laptop)        
        echo "1"    > /proc/sys/vm/laptop_mode
        echo 参数1    > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
        echo 参数2    > /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
        echo 参数3    > /proc/sys/vm/dirty_ratio
        echo 参数4    > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio
        ...
    non-laptop)
        echo "0"    > /proc/sys/vm/laptop_mode
        echo 参数1-1    > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
        echo 参数2-2    > /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
        echo 参数3-3    > /proc/sys/vm/dirty_ratio
        echo 参数4-4    > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio
        ...
这 里的“参数X”是可以微调的，看到了吧，多么灵活！linux就像一个布满微调按钮的机器，或者是一个按键十分丰富的控制台，初接触的人往往望而生畏，因 为它太复杂了，几乎什么都可以微调，可以做成任何你需要的系统，而不像别的操作系统，比如windows，什么都为你做好，你只要选择就可以了，是的，选 择模式固然很方便，但是却十分不灵活，很多功能你要想实现要费尽周折，这就是为何windows非常大，功能却很有限，linux小，功能却很丰富的原 因。