SAP系统在AIX下的参数优化

SAP系统在AIX下的参数优化SAP应用对系统的资源要求较高，如系统的CPU，内存和硬盘，本文介绍如何在AIX操作系统下合理的配置内存参数，使得SAP应用达到最好的性能。

在AIX中缺省的系统内存参数设置，并不适合SAP应用的需求，因此需要进行一些调整。

AIX操作系统中，一般将内存的使用分成两个部分，一个部分用于应用程序运行使用，称为计算内存（Computational），另一部分用于文件缓存，称为文件缓存（Non-Comp），AIX操作系统通过 minperm%，maxperm%, maxclient%, strict_maxclient, lru_file_repage，minfree, maxfree, 等参数控制系统的内存使用.在SAP应用环境下建议将以上参数设置为：vmo -p -o strict_maxclient=0vmo -p -o lru_file_repage=0vmo -p -o minperm%=3vmo -p -o maxclient%=8vmo -p -o maxperm%=8vmo -p -o minfree=[CPU数量]*120vmo -p -o maxfree=[CPU数量]*128如果CPU数量是12，则minfree=1440, maxfree=1536使用AIX 并行I/O (Concurrent I/O) 来提高数据库的性能内容提要:AIX 5L v5.2.0.10( 或称作AIX 5L v5.2 ML01) 在增强的日志文件系统（JFS2) 上引入了并行I/O (Concurrent I/O) 的新的功能。

在许多应用环境下，这一新的功能可提高文件系统访问的性能，尤其对于关系型数据库的应用。

在JFS2 的文件系统上采用并行I/O (Concurrent I/O) 技术后，可以得到与采用裸设备相似的性能。

本文将对并行I/O (Concurrent I/O) 做一个简要的介绍并给出在Oracle 9i 数据库上进行性能比较的结果。

说明:1. 简介文件系统长久以来一直是UNIX 存储管理的核心，UNIX 的用户通过系统命令和系统接口对存储在文件系统上的数据进行操作和管理。

文件系统的使用提供了对数据进行存储的有效手段。

如同使用其它方式一样，文件系统的使用是对于性能与易用性平衡的结果。

在应用和磁盘之间传输数据最快的方式是直接进行访问，如使用裸设备。

而使用文件系统来存数数据会产生很多额外开销，如串行访问，缓存和数据拷贝。

这些都将对性能产生影响。

使用裸设备进行数据的存储虽然能减少这些额外开销，但对用户的技术水平要求较高，而且不同应用程序对裸设备的使用方式也不同，需要对用户进行额外的培训。

但由于对裸设备进行访问的高性能，传统上来说，数据库的应用程序更希望使用裸设备而不是文件系统。

在JFS2 文件系统上采用并行I/O (Concurrent I/O) 技术后，数据库用应用可以得到与采用裸设备相似的性能。

2. 数据库应用对于数据库应用来说，之所以采用裸设备比采用文件系统具有更好的I/O 性能，主要是由于文件系统的一些特性：▲文件缓存▲文件写保护锁或inode 锁▲系统的sync 进程这些文件系统的特性可以帮助保护数据的一致性，提高容错能力，事实上在许多情况下提高系统的性能。

然而这些特性却经常对于数据库的应用的性能产生负面的影响。

本文将解释文件系统中这些特性的作用，并介绍在JFS2 上的新功能如何消除它们对性能的影响。

2.1 文件缓存从最基本的层面来说，文件就是在介质上所存储一些二进制位的集合，当一个进程需要从某个文件访问数据的时候，操作系统将这些数据读入内存，然后此进程可以对数据进行操作，最后将处理完的数据写入磁盘。

操作系统能够从磁盘上直接读出或写入数据，但是由于磁盘较慢的访问速度，这些操作的响应速度和吞吐率都较差。

因此操作系统试图通过文件缓存的技术，即在内存中缓存数据的方法，来减少对磁盘的访问频率。

当进程需要从文件中读取数据的时候，操作系统首先试图从文件缓存中读取所需要的数据，如果这些数据不在文件缓存中，那么从磁盘上文件系统的文件中读取，同时将这些数据缓存在文件缓存中。

如图1 和图2 所示：图1 读操作- 数据在文件缓存中（命中）图2 读操作- 数据不在文件缓存中（没有命中）与读数据相似，当写数据时数据写入文件缓存，因此将来需要再读取这些数据时，不需要访问磁盘，同时也降低了写磁盘的频率。

当缓存的命中率高时，使用文件缓存将是非常有效的。

并且可以采用预先读取和延迟写的技术来减少磁盘访问的频率。

文件缓存所带来的另一个好处是，以异步的方式进行写操作，这使得应用可以继续运行，而不用等待数据写入磁盘操作的完成，如图3 所示。

虽然文件缓存提高了I/O 的性能，但是它消耗了大量的系统内存。

AIX JFS2 文件系统允许系统管理员控制可以作为文件缓存的最大内存数。

这种控制通过maxclient% 参数控制。

系统管理员可以使用vmo 命令来调整maxclient% 参数。

maxclient% 的却省值是80 ，其含义是80%的物理内存能够作为文件缓存。

maxclient% 参数的取值可在1 至100 之间变动。

如可以采用以下命令设置最多50% 的系统物理内存能够作为文件缓存：vmo –o maxclient%=50 。

图3 写操作与此相对应，裸设备不使用系统内存来缓存应用的数据，所以没有以上图示的操作。

2.1.1 直接存取（Direct I/O ）一些应用程序并不能从文件缓存中得到好处，如有些进行大量科学运算的程序，从不访问以前访问过的数据，而且由于他们对数据进行顺序访问，这使得文件缓存的命中率非常低。

数据库的应用通常在应用层上有自己的数据缓存技术，所以不需要操作系统进行文件缓存。

在这种情况下，使用文件缓存会产生很多额外开销，因为数据首先从磁盘被读入系统的文件缓存，然后从文件缓存拷贝到应用的缓存中，这被称为“重复拷贝”（double-copying ），重复拷贝增加了额外的CPU 开销，并且相同的数据同时在文件缓存和应用的缓存中，增加了内存的消耗。

JFS2 的直接存取（Direct I/O ）技术可以使应用程序的数据被系统的文件缓存忽略。

当使用Direct I/O 时，数据直接从磁盘读取到应用程序的缓存中，而不是用系统的文件缓存。

图4 和图5 说明了在Direct I/O 下的读、写操作。

图4 Direct I/O 的读操作图5 Direct I/O 的写操作2.1.1.1 Direct I/O 的设置方法Direct I/O 可以通过两种方式实现，一是通过在mount 文件系统时加–o dio 的参数，即 mount –o dio /fs 。

二是在调用open() 函数打开一个文件时加O_DIRECT 参数。

当一个文件系统在mount 时使用了–o dio 的参数，此文件系统的所有文件缺省都会使用Direct I/O ，你也可以通过namefs 使得Direct I/O 只对文件系统中某个子目录中的文件起作用。

例如：文件系统somefs 中有一些文件希望使用Direct I/O 功能，但是其它文件并不希望使用，你可以创建一个子目录subsomefs ，将所有希望使用Direct I/O 功能的文件放入这个子目录，在mount somefs 时不使用-o dio 参数，然后用mount –v namefs –o dio /somefs/subsomefs /somefs 命令mount subsomefs 。

Direct I/O 对应用程序I/O 的边界（alignment ）和块大小（length ）有限制，表1 列出了JFS2 对此的要求，如果应用的I/O 不满足此要求，所有的I/O 操作会按传统的方式（文件缓存）的方式进行，但当数据被传输到应用的缓存后，系统缓存中的拷贝会被抛弃。

当使用Direct I/O 时，文件系统的预读功能将不会起作用。

为了避免一致性的问题，当有多个进程同时打开一个文件，而其中有一个或多个进程没有使用O_DIRECT 参数，而其它进程使用了此参数时，文件会按传统的方式（文件缓存）的方式打开，当没有使用O_DIRECT 参数的进程关闭后，文件会转变成Direct I/O 的方式。

从文件缓存的方式转变成Direct I/O 的方式有时会产生很大的开销，因为所有在内存中被改变的数据将会被立即写入磁盘。

2.1.1.2 Direct I/O 对性能的影响Direct I/O 对性能的好处，一是降低了CPU 的负载，二是避免数据被拷贝两次（第一次从磁盘到文件缓存，第二次从文件缓存到应用缓存）。

但是其它的一些因素会对Direct I/O 的性能产生影响。

每一次Direct I/O 的读请求会产生对磁盘的一次同步的读操作。

而传统的方式首先从系统的文件缓存中读取数据。

如果数据可能存在于系统的文件缓存中，那么采用Direct I/O 的方式性能较差。

Direct I/O 也不使用JFS2 的预读功能。

文件系统的预读功能能够提高顺序读取文件时的系统性能。

使用预读功能时，当发现应用程序顺序的访问一个文件时，操作系统试图预测此应用将要读取几个文件页，而预先将其读出，这将减少系统I/O 的次数。

预读功能由两个参数控制：l j2-minPageReadAhead当操作系统发现应用顺序读取文件时，所预读的文件页数，却省值为 2l j2-maxPageReadAhead操作系统最多预读的文件页数，却省值为 8这些参数可通过ioo 命令调整。

表2 对Direct I/O 和传统缓存的方式在三种不同情况下的性能做了比较，这些测试中文件页的大小为4K bytes ，j2-minPageReadAhead=2 ，而j2-maxPageReadAhead=8表2 Direct I/O vs. cached I/O表2 中的第一行的情况是应用一个字节一个字节的顺序读取1MB 的文件。

当使用Direct I/O 时，由于没有满足4K bytes 边界的限制，因此系统采用传统的文件缓存的方式读取4K 的文件页，其中的一个字节被从系统的文件缓存拷贝到应用的缓存，然后此4K 的文件页被从系统的文件缓存中删除，这就导致读取这4K 中每一个字节时，此4K 的页被反复的读取，而且也没有避免重复拷贝。

当使用传统的缓存I/O 时，当读取4K 文件页的第一个字节时，4K 的文件页被读入系统的文件缓存，随后的读取将在文件缓存中进行，而不需要访问磁盘，预读的功能进一步减小了延迟。

表2 中的第二行的情况是应用4K 字节4K 字节的顺序读取1GB 的文件。

虽然在这种情况下满足Direct I/O 对于4K bytes 边界的限制，但由于Direct I/O 没有预读的功能，所以虽然两种情况下所读取的数据量基本相同，传统的缓存I/O 的性能仍然好于Direct I/O 。