在NFS（Network File System）文件系統中通過read、copy_file_range等系統調用讀取文件時，與同場景下的Alibaba Cloud Linux 2相比，可能會存在明顯的性能退化情況。本文介紹在Alibaba Cloud Linux 3系統的ECS實例中，在NFS文件系統下讀取文件時性能不符合預期的問題原因及解決方案。
問題描述
問題表現
在Alibaba Cloud Linux 3系統的NFS文件系統中讀取文件時性能不符合預期，典型表現如下：
使用read、copy_file_range等系統調用從NFS文件系統中讀取大文件時，耗時較久。
使用
dd命令從NFS掛載點的文件中讀取數據時，Alibaba Cloud Linux 3比Alibaba Cloud Linux 2用時多。例如：dd if=<nfs_mntpoint>/<testfile> of=/dev/null bs=1M說明該示例命令表示從NFS掛載點的testfile文件中讀取數據，并將其發送到/dev/null設備中。運行完畢后，
dd會輸出一些信息，包括讀取的總字節數以及操作耗費的時間，用來計算讀取數據的速率，可以評估NFS文件系統的性能表現。
影響范圍
該問題主要在以下ECS實例中存在：
鏡像：aliyun_3_x64_20G_alibase_20210415.vhd及之后的所有鏡像版本。
內核：5.10.23-4.al8.x86_64及之后的所有內核版本。
文件系統：掛載NFS文件系統，讀取位于掛載點目錄下的文件。
問題原因
在上游Linux內核中，read_ahead_kb表示塊設備的預讀窗口大小的參數。預讀（read-ahead）是一個性能優化技術，它允許系統預測接下來可能被讀取的數據并提前加載到內存中，這樣當這部分數據被請求時，就可以直接從內存中讀取，而不必等待磁盤I/O操作，從而降低延遲并提高數據讀取效率。
在Linux內核5.4版本之前，NFS文件系統的預讀量通常會基于掛載時設置的
rsize參數（即每次NFS讀請求的大小）。默認情況下，NFS的預讀窗口read_ahead_kb大小被設置為rsize參數的15倍。Alibaba Cloud Linux 2的內核版本是4.19，默認的rsize參數大小為1,024 KB，即read_ahead_kb大小為15,360 KB。然而，在Linux內核5.4版本中引入了一個提交（index : kernel/git/torvalds/linux.git），隨后
read_ahead_kb的值不再基于rsize參數，而是與VM_READAHEAD_PAGES參數相關。Alibaba Cloud Linux 3的內核版本是5.10，默認的read_ahead_kb大小為128 KB。
所以，Alibaba Cloud Linux 3相比于Alibaba Cloud Linux 2的讀取文件性能有所下降。因此Alibaba Cloud Linux 3需要重新評估和調整預讀窗口大小，以優化文件的讀取效率。
在NFS文件系統中，較大的預讀窗口可能會提高大型文件連續讀取的性能，但如果窗口太大，也可能導致不必要的數據被加載到內存中，尤其是在隨機讀取的場景中。因此建議您根據實際的業務場景，仔細評估實際的工作負載，調整read_ahead_kb參數值以確保找到最佳的預讀窗口大小。
解決方案
您可以選擇以下任意一種方式修改read_ahead_kb參數來設置預讀值。
通過echo命令修改（單個文件系統修改）
查看NFS系統目標設備當前的預讀參數。
cat /sys/class/bdi/$(mountpoint -d <nfs_mountpoint>)/read_ahead_kb其中
<nfs_mountpoint>需替換為實際的NFS掛載點路徑，可以通過cat /proc/self/mountinfo命令獲取。適當調大NFS文件系統所對應設備的預讀參數。
sudo sh -c 'echo <num> > /sys/class/bdi/<major>:<minor>/read_ahead_kb'您需要根據實際環境替換以下參數：
<num>：需要設置的預讀窗口大小（單位KB）。<major>:<minor>：NFS文件系統的主要和次要設備號，可以通過sudo mountpoint -d <nfs_mountpoint>命令獲取。
例如：
sudo sh -c 'echo 15360 > /sys/class/bdi/0:422/read_ahead_kb'說明如果您掛載了多個NFS文件系統，需要重復執行命令修改每一個設備的預讀參數。
通過udev機制自動修改（多個文件系統修改）
您也可以利用udev機制，添加udev規則，為所有已掛載的設備手動觸發一次udev事件，使其觸發udev規則檢查并自動修改預讀參數，也可以使后續新掛載的文件卷自動修改其預讀參數。操作步驟如下：
udev（用戶空間設備管理器）是Linux內核的一個子系統，負責設備節點的管理和自動化。udev機制的核心組件是udev守護進程，它運行于用戶空間，并與內核通過uevent機制進行通信。
打開并編輯NFS的udev rules配置文件（位于
/etc/udev/rules.d/目錄）。如果不存在udev rules配置文件，請先自行創建。例如：sudo vim /etc/udev/rules.d/99-nfs.rules在打開的文件中，添加udev規則，以自動修改預讀參數。
該示例表示將
read_ahead_kb的值設置為15,360 KB，您可以根據需要修改預讀參數。SUBSYSTEM=="bdi", ACTION=="add", PROGRAM="/bin/awk -v bdi=$kernel 'BEGIN{ret=1} {if ($4 == bdi) {ret=0}} END{exit ret}' /proc/fs/nfsfs/volumes", ATTR{read_ahead_kb}="15360"保存并關閉文件。
重新加載udev規則，使新增規則生效。
sudo udevadm control --reload為所有已經掛載的設備手動觸發一次udev事件，將已掛載設備的
read_ahead_kb值一并修改。sudo udevadm trigger -c add -s bdi
通過修改NFS的配置文件（2.3.3-57.0.1.al8.1及之后版本的多個文件系統修改）
如果您的Alibaba Cloud Linux 3的NFS文件系統版本是nfs-utils-2.3.3-57.0.1.al8.1及之后的版本（可以通過rpm -qa | grep nfs-utils命令查詢 ），可以通過修改NFS的配置文件來修改read_ahead_kb參數（位于 /etc/nfs.conf目錄 )。
打開并編輯NFS的配置文件。
sudo vim /etc/nfs.conf修改默認預讀值，然后保存并關閉文件。
[nfsrahead] nfs=15000 nfs4=16000請根據實際掛載的NFS文件系統版本（nfs/nfsv4）修改對應參數值。
nfs表示NFS文件系統協議版本是3；nfs4表示NFS文件系統協議版本是4，您可以通過mount -v | grep nfs命令查詢。對于已掛載的NFS文件系統，需要手動卸載后重新掛載使配置生效。
sudo umount <nfs_mountpoint> sudo mount -t nfs -o vers=<NFS協議版本> <NFS服務器地址> <nfs_mountpoint>