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掌握linux dio擴(kuò)展，輕松提高IO性能
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在Linux系統(tǒng)中，IO（Input/Output）性能是非常重要的，特別是在需要處理大量數(shù)據(jù)時。傳統(tǒng)的IO方式在處理大量數(shù)據(jù)的情況下存在效率低下的問題，而DIO（Direct IO）技術(shù)則可以有效提高IO性能。本文將介紹DIO技術(shù)的原理和在Linux中使用DIO擴(kuò)展來提高IO性能的方法。
一、DIO技術(shù)簡介
DIO技術(shù)是指直接IO技術(shù)（Direct IO），它不同于傳統(tǒng)的IO方式，傳統(tǒng)的IO方式是在IO緩沖區(qū)中進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，而DIO技術(shù)是直接操作磁盤上的數(shù)據(jù)，繞過了內(nèi)存和IO緩沖區(qū)的交互。DIO技術(shù)可以避免CPU和內(nèi)存的浪費，提高數(shù)據(jù)讀寫的效率。
DIO技術(shù)的優(yōu)勢在于：
1.減少內(nèi)存的使用：傳統(tǒng)的IO方式需要使用大量內(nèi)存來存儲IO緩沖區(qū)，而DIO技術(shù)可以避免這種情況，只需要占用少量內(nèi)存。
2.提高讀寫效率：由于繞過了IO緩沖區(qū)，DIO技術(shù)可以直接讀寫磁盤上的數(shù)據(jù)，大大提高了讀寫效率。
3.增加可靠性：由于不使用IO緩沖區(qū)，DIO技術(shù)可以避免數(shù)據(jù)丟失的情況，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可靠性。
二、如何在Linux中應(yīng)用DIO技術(shù)
1.建議通過O_DIRECT標(biāo)志來打開文件：使用O_DIRECT標(biāo)志可以告訴系統(tǒng)直接使用DIO方式讀寫磁盤數(shù)據(jù)。可以通過文件描述符的fcntl函數(shù)來設(shè)置該標(biāo)志位。該方法只對磁盤塊設(shè)備起作用，對于字符設(shè)備不能使用。
2.使用posix_memalign分配內(nèi)存：使用posix_memalign函數(shù)分配內(nèi)存，可以保證分配的內(nèi)存是按照機(jī)器內(nèi)存管理的要求進(jìn)行分配的。同時可以保證分配的內(nèi)存是以頁作為單位分配的，并且按照磁盤塊大小進(jìn)行分配。這樣可以保證分配的內(nèi)存與磁盤上的數(shù)據(jù)塊大小一致，提高了讀寫效率。
3.不使用標(biāo)準(zhǔn)IO庫函數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)IO庫函數(shù)可能會造成內(nèi)存復(fù)制，不適合使用DIO技術(shù)?？梢允褂孟到y(tǒng)調(diào)用函數(shù)read和write來進(jìn)行文件的讀寫操作。
4.使用非阻塞IO方式：非阻塞IO方式可以保證IO操作不會阻塞當(dāng)前進(jìn)程的執(zhí)行，提高了系統(tǒng)的并發(fā)性能。
三、如何評價DIO的使用效果
在評價DIO的使用效果時，可以使用以下的指標(biāo)來進(jìn)行比較：
1.讀寫速度：DIO技術(shù)與傳統(tǒng)IO方式相比，讀寫速度通常會有顯著的提升，特別是在處理大量數(shù)據(jù)時。
2.CPU使用率：使用DIO技術(shù)可以避免CPU和內(nèi)存的浪費，CPU使用率通常會降低。同時使用DIO技術(shù)可以減少內(nèi)存的使用，減輕系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
3.穩(wěn)定性：使用DIO技術(shù)不使用IO緩沖區(qū)，可以避免數(shù)據(jù)丟失的情況，增強(qiáng)了程序的穩(wěn)定性。
綜上所述，DIO技術(shù)是一種有效提高IO性能的技術(shù)，可以避免內(nèi)存和CPU的浪費，提高讀寫效率和系統(tǒng)的并發(fā)性能。最重要的是，DIO技術(shù)可以保證數(shù)據(jù)的可靠性和程序的穩(wěn)定性。因此，在Linux系統(tǒng)中使用DIO技術(shù)來提高IO性能是非常值得推薦的方法。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- I/O數(shù)據(jù)有幾種傳送方式？各有什么特點？
- dio是什么意思？
- 信捷plc加擴(kuò)展io點從那里開始寫，怎么定義？
I/O數(shù)據(jù)有幾種傳送方式？各有什么特點？
程序方式：指用輸入/輸出指令，來控制信息傳輸?shù)姆绞?，是一種軟件控制方式，根據(jù)程序控制的方法不同，又可以分為無條件傳送方式和條件傳送方式。
無條件傳送方式接口簡單，適用于那些能隨時讀寫的設(shè)備。條件傳送方式（查詢方式） 的特點是接口電路簡單，CPU利用率低（程序循環(huán)等待），接口需向CPU提供查詢狀態(tài)。適用于CPU不太忙，傳送速度要求不高的場合。要求各種外設(shè)不能同時工作，外設(shè)處于被動狀態(tài)。
中斷方式：當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好時，由外設(shè)通過接口電路向CPU發(fā)出中斷請求信號，CPU在允許的情況下，暫停執(zhí)行當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，響應(yīng)外設(shè)中斷，轉(zhuǎn)入執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，與外設(shè)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，CPU返回繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。其特點是CPU的利用率高，外設(shè)具有申請CPU中斷的主動權(quán)， CPU和外設(shè)之間處于并行工作狀態(tài)。但中斷服務(wù)需要保護(hù)斷點和恢復(fù)斷點（占用存儲空間，降低速度）， CPU和外設(shè)之間需要中斷控制器。適用于CPU的任務(wù)較忙、傳送速度要求不高的場合，尤其適合實時控制中的緊急事件處理。
存儲器直接存取方式（DMA）：外設(shè)利漏型用專用的接口（DMA控制器）直接與存儲器進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳送，并不經(jīng)過CPU（CPU不參與數(shù)據(jù)傳送工作），總線控制權(quán)不在CPU處，而由DMA 控制器控制。其特點是接口電路復(fù)雜，硬件開銷大。大批量數(shù)據(jù)傳送速度極快。適用于存儲器與存儲器之間、存儲器與外設(shè)困搜李之間的大批量數(shù)據(jù)傳送汪遲的場合。
I/O輸入/輸出(Input/Output)，分為IO設(shè)備和IO接口兩個部分。 在POSIX兼容的系統(tǒng)上，例如Linux系統(tǒng) ，I/O操作可以有多種方式，比如DIO(Direct I/O)，AIO(Asynchronous I/O，異步I/O)，Memory-Mapped I/O(內(nèi)存映射I/O)等，不同的I/O方式有不同的實現(xiàn)方式和性能，在不同的應(yīng)用中可以按情況選擇不同的I/O方式。
CPU與外設(shè)之間傳輸數(shù)據(jù)的控制方式通常有三種：程序方式、中斷方式和DMA方式。
程序方式：指用輸入/輸出指令，來控制信息傳輸?shù)姆绞?，是一種軟件控制方式，根據(jù)程序控制的方法不同，又可以分為無條件傳送方式和條件傳送方式。
無條件傳送方式接口簡單，適用于那些能隨時讀寫的設(shè)備。條件傳送方式（查詢方式） 的特點是接口電路簡單，CPU利用率低（程序循環(huán)等待），接口需向CPU提供查詢狀態(tài)。適用于CPU不太忙，傳送速度要求不高哪耐的場合。要求各種外設(shè)不能同時工作，外設(shè)處于被動狀態(tài)。
中斷方式：當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好時，由外設(shè)通過接口電路向CPU發(fā)出中斷請求信號，CPU在允許的情況下，暫停執(zhí)行當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，響應(yīng)外設(shè)中斷，轉(zhuǎn)入執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，與外設(shè)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，CPU返回繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。其特點是CPU的利用率高，外設(shè)具有申請CPU中斷的主動權(quán)， CPU和外設(shè)之間處于并行工作狀態(tài)。但中斷服務(wù)需要保護(hù)斷點和恢復(fù)斷點（占用存儲空間，降低速度）， CPU和外設(shè)之間需要中斷控制器。適用于CPU的任務(wù)較忙、傳送速度要求不高的場合，尤其適合實時控制中的緊急事件處理。
dio是什么意思？
DIO，是美國一支重金屬風(fēng)格的搖滾樂隊，成立于1982年。成員包括主唱羅尼·詹姆搜備斯·迪歐、吉他手安東尼·伊奧米、鼓手威廉·沃德、貝斯手并攔泰倫斯·巴特勒 。
樂隊名字來自神秘派小說作家丹尼斯·威特利創(chuàng)作的一本小說。主要作品有《巫婆，別跟我玩那套把戲》《Rainbow in the Dark》。
擴(kuò)展資料：
dio 是重金屬界像神世蔽毀一般的人物。 metallica 的lars 也承認(rèn)DIO是影響他人生更大的人之一。 無數(shù)的重金屬主唱都是因為DIO 才拿起MIC 的。
早期dio 在知己的樂隊 做主唱和bass
在rainbow 樂隊(ritchie blackmore)
在1979年Ozzy Oourne被開除出Black Sabbath樂隊以后，Ronnie James Dio曾經(jīng)做過幾年Sabbath的主唱。時間是年。
參考資料
百度百科-dio
信捷plc加擴(kuò)展io點從那里開始寫，怎么定義？
你是用XC系列局仿的還是XD系列的？XC的話 IO擴(kuò)展在基昌之一個桐鋒纖位置時，X0=X100，X1=X101，…X17=X117…Y0=Y100，Y1=Y101，…Y17=Y117…IO擴(kuò)展在第三個位置時，X0=X300，X1=X301，…X17=X317…Y0=Y300，…
你是用XC系列的還是XD系列的？
XC的話
IO擴(kuò)展在之一個位置時，
X0=X100，X1=X101，…X17=X117…
Y0=Y100，Y1=Y101，…Y17=Y117…
IO擴(kuò)畢滲展在第三個位置時，
X0=X300，X1=X301，…X17=X317…
Y0=Y300，Y1=Y301，…Y17=Y317…
XD
IO擴(kuò)展在之一個位置時，
X0=X10000，X1=X10001，…X17=X10017…
Y0=Y10000，Y1=Y10001，…Y17=Y10017…
IO擴(kuò)陵咐展在第五個位置時，
X0=X10400，X1=X10401，…X17=X10417…
Y0=Y10400，Y1=Y10401，…Y17=Y10417…
*IO擴(kuò)展只有X或者Y則只使用對應(yīng)位置的對尺數(shù)純應(yīng)地址。
你是用XC系列的還是XD系列的？
XC的話
IO擴(kuò)展在之一個位置時，
X0=X100，X1=X101，…X17=X117…
Y0=Y100，Y1=Y101，…Y17=Y117…
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X0=X300，X1=X301，…X17=X317…
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X0=X10000，X1=X10001，…X17=X10017…
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IO擴(kuò)陵咐展在第五個位置時，
X0=X10400，X1=X10401，…X17=X10417…
Y0=Y10400，Y1=Y10401，…Y17=Y10417…
*IO擴(kuò)展只有X或者Y則只使用對應(yīng)位置的對尺數(shù)純應(yīng)地址。
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