名词解释
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append写
一种基于journal的顺序追加写的数据记录方式，类似ZFS的ZIL，ext4的journal. - GC
garbage colletion 是指在append写过程中对覆盖写产生的垃圾数据的回收过程。
GC过程中写放大的计算
不同层次的写放大
- journal级别
统计前端用户有效数据的写入量total_user_io,和包含了这部分数据且对接了分布式一致性协议、支持索引而设计的journal 的写入总量total_journal_io，计算 total_journal_io/total_user_io 。这里主要的开销是封装用户IO，把它组织成相应日志而添加的journal 头尾的开销。 - 存储引擎级别
统计前端用户有效数据的写入量total_user_io,和经过存储引擎对外写入的总量total_engine_io，计算 total_enigne_io/total_user_io 。这里主要的开销包括：
- 存储引擎GC的开销；
- 索引数据落盘的开销；
- 磁盘级别
统计前端用户有效数据的写入量total_user_io,和为了记录这些数据，host端发往磁盘的写请求的总量total_host_io，计算 total_host_io/total_user_io。total_host_io可以通过ioutil工具或/proc/diskstat文件获取。在分布式场景下，这里主要的开销除了上面的开销之外还包括：- 基于分布式一致性协议，所有索引信息定期落盘的开销；
- 记录逻辑卷和复制组映射关系的元数据落盘的开销；
- SSD级别
统计前端用户有效数据的写入量total_user_io,和SSD内部发往NAND的吸入总量total_nand_io，计算 total_nand_io/total_user_io 。这里主要的开销除了上面的开销之外，还包括 SSD 内部写放大的开销。后者可以通过nvmecli或者其原生库统计到。
GC设计的考虑因素
GC的优化点主要目的就是提供给用户尽可能多的有效IO，同时降低IO延迟。上面各个层次的写放大统计值是衡量存储引擎设计的一个重要指标。实际GC的设计需要考虑当前可用容量大小、数据碎片化程度、SSD磨损程度静态因素，还需要兼顾用户IO模式、SSD内部任务调度等动态因素。下面假设其他调节不变的情况下，逐一考虑每个影响因素。
当前可用容量
在大规模分布式系统中，可用容量在不同的层次有不同的设计考量。
- 集群级别
如果集群整体可用容量充足可以减缓GC；反之尽快GC。针对个别节点可用空间不足，这些节点应该尽快通过节点间的容量均衡去释放空间，而不应该加速GC。因为在空间不足的情况下，做GC的写放大相当大。 - 主机/磁盘级别
同样，如果容量充足可以在GC过程中高优做碎片整理，反之GC应该尽快释放空间。
数据碎片化程度
基于索引可以统计出磁盘内所有区间的数据碎片化程度。越零碎的区域越应该在GC过程中先做碎片整理。
用户IO模式
用户的覆盖写越多，越应该避免GC过程中搬数据，而应该让用户的覆盖写自己无效掉之前的数据，然后删去。
用户的随机写越多，越应该做碎片整理。
在可用容量充足的情况下：当前用户的请求越多，越应该避免GC，把带宽让给用户；反之，可用积极GC，错峰利用磁盘带宽。
SSD磨损程度
极端情况下，如果SSD磨损得很厉害了，尽量避免搬数据；反之，可以根据需要做GC。
SSD内部任务调度
因为SSD内部总的可用带宽是一定的，因此GC可以尽量避开SSD内部周期任务执行的时机。
GC的优化方法
这个在其本人的其他博客有讨论，参考：http://xiaqichao.cn/wordpress/?p=172
这里简单归纳几点。
GC通常基于切片去做，通常需要考虑选取哪些切片做GC，以及如何做GC。
选取策略
可以考虑下面几个因素综合考虑哪些切片需要做GC:
- 切片内有效数据的比例
- 切片内数据的新旧程度
- 切片内数据做过GC的历史（次数）
- 切片内数据的碎片化程度
原文地址：https://blog.51cto.com/xiamachao/2484873