为什么CPU在IO（wa）上花费时间？

我知道wa（中top）衡量等待I / O时的CPU时间。许多文章都这么说。

但是基于两个知识点，我感到困惑：

如果某个进程使用系统调用读取磁盘，则该进程将被阻止。
如果某个进程被阻止，则无法安排该进程在CPU上运行。

对？

似乎没有时间让CPU等待I / O ...会发生什么？

如果推荐一些书或文章供我进一步阅读，那就更好了。

linux central-processing-unit io linux-kernel

— 华迪
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我介入并写下了正确的答案。抱歉，当您需要我时我不在那儿;-)

— Alec Teal 2015年

Answers:

CPU空闲状态分为两个不同的“子”状态：iowait和idle。

如果CPU处于空闲状态，则内核将确定当前是否有至少一个正在进行的I / O正在从该CPU启动的本地磁盘或远程安装磁盘（NFS）。如果存在，则CPU处于状态iowait。如果没有从该CPU启动的正在进行的I / O，则CPU处于idle状态。

所以，iowait是的时间百分比CPU处于空闲状态和有从CPU开始进行至少一个I / O。

该iowait计数器指出，该系统可以处理更多的计算工作。仅仅因为一个CPU处于运行iowait状态并不意味着它不能在该CPU上运行其他线程或进程。

因此，iowait仅仅是空闲时间的一种形式。

— 混沌
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这实际上是错误的。还有NFS-CPU甚至没有这个概念。从根本上讲，这是CPU花费的时间，因为它正在处理一些底层IO东西-从访问它所连接的东西的意义上说，不是处理通常读取文件而未读取的I / O。例如，在Raspberry Pi上没有DMA控制器，因此CPU无法执行“嘿，主板从卡上读取我这么多字节，然后从此处开始将它们放在ram中”，它必须手动执行

— Alec Teal

因此它花费大量时间不断等待io，就像读卡完成一样。您听起来好像可以通过此“ io等待”（当然不计算在内）来衡量高速缓存未命中，IO等待的定义如下：内核在低级设备I / O例程中花费的时间-例如在RPi中，它实际上必须从卡上执行读取过程，而CPU（作为无DMA的块）必须等待IO总线上的数据。使用DMA控制器时，它会与控制器对话，并说“完成后告诉我”-在DMA控制器执行设备IO时让它做其他事情

— Alec Teal 2015年

使用dstat查看IOwaiting BTW，也无法真正按进程来衡量iowait和花费在做内核工作上的时间。就像说有两个过程“写入”到“文件”一样，第一个快速完成，FS出于某种原因选择缓存写入，第二个导致缓存刷新，计算返回更长的时间是不公平的从写入到导致写入的过程。与I / O等待相同，这就是为什么不按进程进行度量的原因。

— 亚历克·蒂尔

@ AlecTeal：不，它是正确的，您的评论是错误的。iowait计算在I / O上阻塞的时间，不为 I / O 提供服务。如果您不想通过读取内核源代码来确认这一点，请尝试以下实验：安装网络文件系统，开始读取文件，然后对远程计算机进行防火墙保护。即使处理器完全空闲，iowait时间仍然会很高。

— 戴维（David）

我对此答案进行了测试。dd if=/dev/sda of=/dev/null赚高wa。然后运行while-true代码，wa而不是us。谢谢你

— 华迪

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我不是100％肯定我理解这个问题，但是有一些想法。

这里还有一个问题问了这个问题，并且有很好的答案：谁能确切解释什么是IOWait？

这里有一篇很好的文章：http : //veithen.github.io/2013/11/18/iowait-linux.html

— 迈克·菲德勒
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迈克，答案最好包括内容，而不仅仅是内容的链接。通过在此处提供内容，可以确保当这些链接消失时，您的答案仍然有价值。

— EEAA 2015年

@EEAA，那么答案需要编辑，而不是一无是处吗？或者可以将其移至评论中。它仍然包含有用的信息。否决票意味着该信息是无用的，还使其几乎不可见吗？我并不是说您投票否决，我只是想知道人们在这里采用的方法。

— 罗兰·皮拉卡斯

@RolandPihlakas这是一个动机问题。在这种情况下，下注+评论为用户提供了修正其答案的动力。在解决问题后，我很乐意删除我的DVD。编辑它们会适得其反，因为它会导致不良行为。多年来，尽管有人被要求不这样做，但我们有几个用户只发布过仅链接的答案。如果用户不愿意在答案上花些力气，那么我不会通过修复工作来帮助他们。

— EEAA 2015年

@EEAA感谢您的详尽回答。您的方法是可以理解的，并且通过您的评论，您也可以为答案的作者提供激励。相比之下，我担心无声无语的投票多数人无能为力，因为它们晦涩难懂。但是我有点不准确-我主要想知道为什么答案这么低以至于它变灰了？您对一两个否决票的评论应该足够了吗？

— Roland Pihlakas 2015年

@RolandPihlakas人们认为答案没有用，所以他们投了反对票。他们拒绝投票，因为是星期二。他们之所以投票，是因为今天在明尼阿波利斯正在下雪（确实如此，并且应该在春季晚些时候下雪）。谁知道。

— EEAA