非同期ディスク入出力のパフォーマンスのチューニング

アプリケーションで同期入出力操作を行う場合、入出力が完了するのを待たなければなりません。 これに対して、非同期通信 I/O 操作はバックグラウンドで実行され、ユーザー・アプリケーションをブロックしません。 入出力操作とアプリケーション処理が同時に実行できるので、パフォーマンスが向上します。 データベースやファイル・サーバーなどの多くのアプリケーションでは、処理と入出力をオーバーラップさせる能力を利用します。

アプリケーションは、aio_read()、aio_write()、または lio_listio() のサブルーチン (またはそれらの 64 ビットのもの) を使用して、非同期ディスク入出力を実行することができます。 制御は、要求がキューに入れられるとすぐに、サブルーチンからアプリケーションに戻ります。 すると、アプリケーションは、ディスク・オペレーションが実行されている間に処理を継続することができます。

非同期通信 I/O を管理するために、それぞれの非同期通信 I/O 要求には、 アプリケーションのアドレス・スペースに対応する制御ブロックがあります。 この制御ブロックには、要求の制御と状況の情報が含まれています。 これは、入出力操作が完了したときに再び使用できます。

ユーザー・アプリケーションは、次の方法で、入出力操作が完了したときの通知方法を決めることができます。

• アプリケーションが、入出力操作の状況をポーリングする。
• システムが、入出力操作が行われたときに、非同期にアプリケーションに通知する。
• アプリケーションが、入出力操作が完了するまでブロックする。

各入出力は単一のカーネル・プロセスつまり kproc によって処理され、kproc は、一般にその入出力が完了するまで、キューからの他の要求を処理することはできません。 minservers チューナブルのデフォルト値は 3 で、maxservers のチューナブルのデフォルト値は 30 です。 maxservers 値は、プロセッサーごとの非同期入出力 kproc の数です。 AIX® システムで実行される非同期入出力 kprocs の最大数を取得するには、 maxservers 値に現在実行中のプロセッサーの数を乗算します。

すべての AIO チューナブルには、 ioo コマンドで表示できる現行値、デフォルト値、最小値、および最大値があります。 現行値のみが、ioo コマンドを使用して変更できます。 他の 3 つの値は固定されており、チューナブルの境界をユーザーに知らせるために提示されるものです。 チューナブルの現行値はいつでも変更でき、オペレーティング・システムを再始動しても持続させることができます。 めったに非同期通信 I/O を使用するアプリケーションを実行しないシステムでは、通常デフォルトで十分です。

minservers と maxservers は両方ともプロセッサーごとのチューナブルですので注意してください。 これらのチューナブルは両方とも動的ですが、値を変更してもシステム内の使用可能サーバーの数が同期して変更されることはありません。 minservers の値が増加すると、並行入出力要求の数に直接比例して実際のサーバーの数が増加します。 新規の minservers 値に達すると、その値が新規フロアになります。 逆に、minservers が削減されると、非アクティビティーのためにサーバーが終了するので、使用可能サーバーの数はそのレベルまで自然に減少します。 非同期通信 I/O 要求の数が多い場合、maxservers を予測される同時入出力の数まで増やします。 AIO カーネル拡張は必要に応じて追加のサーバーを生成するので、minservers パラメーターは通常デフォルト値のままにしておくことをお勧めします。

AIO サーバーのプロセッサーの使用率を調べて、使用率がすべてのサーバーに均等に分割されている場合は、サーバーがすべて使用されていることを意味するので、この場合はサーバーの増加を検討することができます。 AIO サーバーを名前ごとに見るには、pstat -a コマンドを実行します。 ps -k コマンドを実行して、AIO サーバーを kprocという名前で表示します。

非同期ディスク入出力のパフォーマンスが重要で、要求の量が多いが、同時入出力のおおよその数が分からない環境では、 maxservers を少なくとも 10*(非同期にアクセスされるディスクの数) に設定することをお勧めします。

非同期入出力チューニング値について詳しくは、 非同期入出力のチューナブル値の変更を参照してください。