操作系统中的完全公平排队(CFQ)

在操作系统中，磁盘是一种重要的资源。当多个进程同时对磁盘进行读写时，就需要对磁盘的访问进行调度，以保证在合理的时间内完成所有进程的操作。完全公平排队（CFQ）是一种磁盘调度算法，它可以平衡磁盘吞吐量和响应时间。以下是有关CFQ的介绍。

CFQ的原理

CFQ按照进程I/O请求的到达时间将所有进程加入一个队列中，并将磁盘时间划分为块，每块时间只能为一个进程服务。CFQ通过旋转调度方式，使得每个进程在一段时间内都有机会被服务，从而避免了某个进程会一直占用磁盘的情况。每个进程只能得到一些时间片，然后等待其他进程得到时间片，直到轮到该进程再次访问磁盘。

CFQ的优点

• CFQ算法可以保证所有进程得到公平的访问时间，从而避免了某些进程一直占用磁盘的情况。
• CFQ算法能够平衡磁盘吞吐量和响应时间。由于CFQ将磁盘时间分块，每个块时间只能服务一个进程，因此每个进程在一段时间内都有机会被服务，这使得磁盘的吞吐量和响应时间能够得到平衡。
• CFQ算法可以避免长尾响应时间。长尾响应时间是指一些进程需要等待较长时间才能被服务，CFQ通过旋转调度方式，对于等待时间较久的进程，会优先被调度，从而避免了长尾响应时间的问题。

CFQ的缺点

• CFQ算法有一定的开销。由于CFQ需要对所有进程进行排序，将它们加入队列中，因此会增加一定的开销。但是，这种开销在今天的计算机上通常不是问题。
• CFQ算法不适用于所有情况。在一些特殊情况下如虚拟化环境、高速磁盘等，CFQ的表现可能会变得不太好。

CFQ的使用

CFQ是Linux内核中默认的磁盘调度算法，因此无需额外的设置或配置即可使用。但是，如果你想更改磁盘调度算法，可以使用以下命令：

echo cfq > /sys/block/sda/queue/scheduler

其中，/sys/block/sda/queue/scheduler是调度器的文件路径，cfq表示使用CFQ算法。

结论

CFQ是一种能够平衡磁盘吞吐量和响应时间的磁盘调度算法。它具有公平性和可靠性，并且是Linux系统中默认的磁盘调度算法。对于大多数情况，CFQ算法是一个非常好的选择。