jbd2 CPU使用率偏高

jbd2(Journaling Block Device 2)是用于ext4等文件系统的日志记录组件,通过在数据提交前备份来确保数据完整性。即便发生如断电等意外情况,也能利用备份恢复数据。用户可以通过调整barrier参数来平衡数据完整性和性能。

 

jbd2 英文名是这样的:Journaling Block Device 2。

它是跟着 ext4 格式来的,当然它也可以在其他磁盘格式下工作。

这个进程的工作原理是这样的:文件系统写入数据,要提交给驱动程序,而 jbd2 就是在文件系统调用驱动之前工作的。文件系统要先调用 jbd2,然后 jbd2 会根据系统的设置(设置有 writeback、ordered、journal),进行数据的备份,然后再让文件系统提交数据。当文件系统将数据写入了块设备之后,jbd2 就会把备份的数据删除。如果文件系统写块设备时出了问题(比如说可悲的断电),那 jbd2 这里还有一个备份,在进行完整性检查时就会把数据补全,所以数据不会丢。

jbd2 就是这样保证数据的完整性的。

 

jbd2 有一个参数 barrier,它用来开启磁盘屏障。就是设置一个栅栏,要先把 barrier 之前的数据全都写到磁盘设备之后,才会写 barrier 之后的数据,也就是说它是用来保证原子操作中数据的完整性的。当然了,开启 barrier 的一个后果就是性能下降。

关闭barrier的方法:

挂载磁盘的时候使用挂载选项 -o barrier=0 或者 nobarrier。


[root@主机A]# cat /proc/mounts 
/dev/mapper/data_lvm-data_lv /data ext4 rw,relatime,barrier=1,data=ordered 0 0 

 

也可以直接关掉 journal 功能:
tune2fs -o journal_data_writeback /dev/mapper/data_lvm-data_lv tune2fs -O "^has_journal" /dev/mapper/data_lvm-data_lv e2fsck -f /dev/mapper/data_lvm-data_lv

### JBD2 Checkpoint机制解析 #### 日志提交过程中的Checkpoint操作 在Linux的EXT4文件系统中,JBD2(Journaling Block Device 2)负责管理日志记录。当事务被提交时,会触发一系列复杂的内部处理流程来确保数据的一致性和持久化[^1]。 每当有新的写入请求到达并形成一个完整的事务后,在`jbd2_journal_commit_transaction()`函数里执行实际的日志提交动作之前,如果检测到当前内存中有足够的脏页可以清理,则可能会启动一次checkpoint操作[^4]。此过程中涉及的主要活动包括: - 将所有属于该次事务的数据块及其对应的元数据更新同步到磁盘上; - 更新超级块信息以反映最新的状态变化; - 清除已完成事务所占用的日志空间以便后续重用; 这些步骤有助于提高系统的整体性能以及减少崩溃恢复所需的时间开销。 #### Checksum一致性校验的作用 为了保障日志条目的完整性和可靠性,JBD2引入了Checksum机制用于验证各个部分的内容是否正确无误地保存下来。一旦某个描述符块内的Checksum值与预期不符,就表明可能存在错误发生——但这并不总是意味着出现了严重的问题[^3]。例如,在某些情况下,由于日志回卷的缘故而导致暂时性的不匹配现象是可以接受的,并不会影响最终的结果准确性。 #### 常见的技术挑战及解决方案 尽管设计精巧,但在实践中仍然可能出现一些棘手的情况: - **内核模块未加载**:对于那些希望利用ext4特性却忘记提前激活相应驱动程序的人来说,可以通过命令`lsmod | grep ext4`检查是否已经成功挂载必要的组件[^2]。 - **Panic异常**:遇到因日志提交失败而引发的操作系统恐慌事件时,通常需要深入分析具体的调用栈轨迹找出根本原因所在。这往往涉及到对源码级别的调试能力要求较高。 ```bash dmesg | tail -n 50 # 查看最近的kernel log帮助定位问题 ```
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