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磁盤的IO重排序與調度策略

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本文期望通過一個故事讓大家了解磁盤驅動如何對IO進行重排序和調度。

萬芝堂是百年老字號了,主營中草藥,并兼老中醫出診。雖然萬芝堂有近百年的歷史,但活動范圍僅限北京城,即使在北京城也僅有2個分號。最近萬芝堂換了新掌柜的。新掌柜新官上任三把火,不僅在北京增加了分號數量,在保定府也開了好幾家分號。

磁盤的IO重排序與調度策略

圖1 總號與分號

保定府本身也比較大,分號開了5家,具體的在各大街區基本都有,繁華街區開了3家。這樣也符合供求關系的規則,畢竟繁華街區人多,需要草藥的人也會多一些。

圖2 保定府分號

分號多了,管理的難度就上來了。首先要考慮的是草藥質量的問題。如果各個分號各自負責采購,藥品質量很難保證質量。況且還有很多是秘方藥,不可能在分號生產。思來想去,只能在總號生產,然后通過鏢局分發到各個分號。由于實際情況不同,各個分號需要補充的草藥類型可能是不同的。具體方法是分號提供草藥的類型和數量,總號統一分發。

策略確定好了,生意也就這么運行了。萬芝堂就找了本地一家比較有名的鏢局---會友鏢局。比較草藥這東西事關人命,不能不重視,找一個好點的鏢局還能放心一些,免得有些小鏢局掉包。

很快,保定府的分號1通過飛鴿傳書要求發一批保命丸??偺柺盏较ⅠR上與會友鏢局聯系,安排發貨。鏢局的人剛把貨送到保定分號1,還沒喘口氣,又來新單子了。萬芝堂又要向保定府分號2發一批狗皮膏藥。會友鏢局的人馬不停蹄的將藥運到了保定府分號2?;貋聿痪?,飯還沒顧上吃一口,萬芝堂又要發送一箱麻沸散到保定府分號3。

圖3 傻干活

IO的蓄流和泄流

大當家的感覺心力交瘁,渾身乏力啊。雖然錢是給夠了,這么天天溜也不是個事啊。于是大當家叫上二當家和三當家一塊商量一下對策。

三當家若有所思的說:“既然萬芝堂生意這么火,那我們何不把草藥先放到鏢局。在鏢局壓兩三天,如果有新的貨物要送,我們就一起送過去,要是沒有,那我們再送也不遲。”(注:這就是磁盤驅動中的蓄流/泄流,也就是IO不會馬上發送給驅動,而是攢一批再發送)

其他當家的覺得此計甚好,于是大家一拍即合。

沒過兩天,萬芝堂又要給保定府的分號1送一批大力丸。鏢局將大力丸收下,但并沒有安排馬上送貨。果然,第二天萬芝堂有送過來一批狗皮膏藥,要送到分號5。又等了2天,不見萬芝堂來送貨,于是會友鏢局就押鏢送貨,將大力丸和狗皮膏藥一起送到了保定府,并依次送到了分號1和分號5。

圖4 贊起來一起

IO重排序

萬芝堂的生意確實是好,會友鏢局押鏢的剛回來,萬芝堂又給送過來一批貨,而且這次貨物非常多。上面有個清單,萬芝堂交代依照清單送貨就行。清單是這么寫的:

  • 分號1 -> 狗皮膏藥一箱
  • 分號4 -> 大力丸一箱
  • 分號2 -> 健骨粉兩箱
  • 分號5 -> 保命丸一箱
  • 分號3 -> 保命丸一箱

會友鏢局馬不停蹄的將貨物送到了保定府。由于長途跋涉,大家實在太累了。于是大當家的先讓大家找個客棧休息,明天再挨家送貨。

在休息的時候大當家的想:“雖然這幾家都在保定府內,但保定府這么大,我要想想怎么送省力一些。”

大當家的繼續想:“既然都已經到保定了,也不差這一時半會兒了。那我就不按清單的順序送貨,我按整個路程送貨,怎么方便我就怎么來。”于是大當家的將本來應該由圖5左側的送貨路徑安排成了圖5右側的送貨順序。這樣,整個送貨的路徑減少了一大半。(注:這就是磁盤IO的重排序,盡量保證路徑***,避免磁臂來回擺動的耗時)

磁盤的IO重排序與調度策略

圖5 規劃路徑

隨著生意越做越多,會友鏢局的名聲也打出來了。除了萬芝堂,其它XX堂也都讓會友鏢局送貨。會友鏢局還是故技重施,所有貨物攢到一定量之后再發。

Deadline調度策略

有一天萬芝堂的掌柜的過來了,說:“大當家的啊,你們這不靠譜啊。我這前幾天發的貨,怎么還沒送到啊。保定府那邊都發了兩個飛鴿傳書了。”

大當家的賠笑道:“不好意思啊,佟掌柜,最近貨物實在太多,我也是沒辦法啊。”

經過兩人的協商,***萬芝堂的貨物送來后都要確定一個送到的時間,然后會友鏢局必須在規定時間內送到。這樣,分號再也不會出現過了半個月還沒收到貨的情況。(注: 這就是磁盤的Deadline調度策略,保證IO能在規定時間內完成)

CFQ調度策略

雖然其它XX堂也讓會友鏢局送貨,但他們的分號本來就少,而且有些并不在保定府。比如醫仁堂的分號在保定有一家,在太原有一家,而萬友堂的分號則在石家莊。以醫仁堂為例,他的貨物每次總是放好幾天,什么時候萬芝堂送貨的時候,會友鏢局才捎帶著將貨物一起送過去。因為單獨送醫仁堂的那點貨物實在是不劃算。

由于現在貨物多,押鏢的人有少,實在忙不過來。會友鏢局大部分貨物是送往保定的,太原等其它地方的貨物比較少。因此,鏢局大部分時間往返北京保定之間,太原的貨物總是很慢才能送到。這導致醫仁堂非常不滿意,于是醫仁堂的掌柜的去找大當家的理論:“我們付的錢又不少,憑啥我們的貨物發送的總是這么慢.....”

雖然吵了一架,但大當家還是一個比較好的CEO,他反思到:“顧客就是上帝,確實不應該這樣。我們應該保證每一個客戶的滿意,不能只顧大客戶啊!”

于是大當家的制定了一個策略,要求大家發貨的時候盡量保證每個客戶的貨物都能盡量公平的發送出去。即使是小客戶貨物少,也不能不發。(注: 這就是磁盤的CFQ調度策略,它保證各個進程盡量公平)

各種制度不斷完善,鏢局的生意也越來越好了。

責任編輯:趙寧寧 來源: 今日頭條
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