工作原理
如果简单地以内核产生请求的次序直接将请求发向块设备的话，性能肯定让人难以接受。磁盘寻址是整个计算机中最慢的操作之一，每一次寻址---定位硬盘磁头到特定块上的某个位置---需要花费不少时间。（手机对应的就是emmc了）所以尽量缩短寻址时间无疑是提高系统性能的关键。 为了优化寻址操作，内核既不会简单的按请求接收次序，也不会立即将其提交给磁盘。相反，它会在提交前，先执行名为合并和排序的预操作，这中预操作可以极大地提高系统的整体性能。在内核中负责提交I/O请求的子系统被称为I/O调度程序。
I/O调度程序将磁盘I/O资源分配给系统中所有挂起的块I/O请求。具体的说，这种资源分配是通过将请求队列中挂起的请求合并和排序来完成的。注意不要将I/O调度程序和进程调度程序混淆。进程调度程序的作用是将处理器资源分配给系统中的运行进程。这两种系统有相似性，但并不相同。进程调度程序和I/O调度程序都是将一个资源虚拟给多个对象，对进程调度程序来说，处理器被虚拟并被系统中的运行进程共享。这种虚拟提供给用户的就是多任务和分时操作系统，像unix系统。相反，I/O调度程序虚拟块设备给多个磁盘请求，以便降低磁盘寻址时间，确保磁盘性能的最优化。
I/O调度程序的工作是管理块设备的请求队列。它决定队列中的请求排序顺序以及在什么时刻派发请求到块设备。这样做有利于减少磁盘寻址时间，从而提高全局吞吐量。注意全局这个定语很重要，坦率的将，一个I/O调度器可能为了提高系统整体性能，而对某些请求不公。
合并：
考虑一下这种情况，文件系统提交请求到请求队列---从文件中读取一个数据区，如果这时队列中已经存在一个请求，它访问的磁盘扇区和当前请求访问的磁盘扇区相邻，那么这两个请求就可以合并为一个对单个和多个相邻磁盘扇区操作的新请求。通过合并请求，I/O调度程序将多次请求的开销压缩成一次请求的开销。更重要的是，请求合并后只需要传递给磁盘一条寻址命令，就可以访问到请求合并前必须多次寻址才能访问完的磁盘区域了，因此合并请求显然能减少系统开销和磁盘寻址次数。 现在，假设在读请求被提交给请求队列的时候，队列中并没有其他请求需要操作相邻的扇区，此时就无法将当前请求与其他请求合并，当然，可以将其插入请求队列的尾部。但是如果有其他请求需要操作磁盘上类似的位置呢？如果存在一个请求，它要操作的磁盘扇区位置与当前请求的比较接近，那么是不是该让这两个请求在请求队列上也相邻呢？事实上，I/O调度程序的确是这样处理上述情况的，整个请求队列将按扇区增长方向有序排列。使所有请求按硬盘上扇区的排序有序排列的目的不仅是为了缩短单独一次请求的寻址时间，更重要的优化在于，通过保持磁盘头以直线方向移动，缩短了所有请求的磁盘寻址时间。该排序算法类似于电梯调度---电梯不能随意的从一层跳到另一层，它应该向一个方向移动，当抵达了同一方向的最后一层后，再掉头向另一个方向移动。出于这种相似性，所以I/O调度程序被称作电梯调度。
一) I/O调度程序的总结
1) 当向设备写入数据块或是从设备读出数据块时,请求都被安置在一个队列中等待完成.
2) 每个块设备都有它自己的队列. 3) I/O调度程序负责维护这些队列的顺序,以更有效地利用介质.I/O调度程序将无序的I/O操作变为有序的I/O操作.
4) 内核必须首先确定队列中一共有多少个请求,然后才开始进行调度.
二) I/O调度的4种算法
CFQ (Completely Fair Queuing 完全公平的排队)(elevator=cfq)：
这是默认算法，对于通用服务器来说通常是最好的选择。它试图均匀地分布对I/O带宽的访问。在多媒体应用, 总能保证audio、video及时从磁盘读取数据。但对于其他各类应用表现也很好。每个进程一个queue，每个queue按照上述规则进行merge 和sort。进程之间round robin调度，每次执行一个进程的4个请求。
Deadline (elevator=deadline)：
这个算法试图把每次请求的延迟降至最低。该算法重排了请求的顺序来提高性能。
NOOP (elevator=noop):
这个算法实现了一个简单FIFO队列。他假定I/O请求由驱动程序或者设备做了优化或者重排了顺序(就像一个智能控制器完成的工作那样)。在有 些SAN环境下，这个选择可能是最好选择。适用于随机存取设备, no seek cost，非机械可随机寻址的磁盘。
Anticipatory (elevator=as): 这个算法推迟I/O请求，希望能对它们进行排序，获得最高的效率。同deadline不同之处在于每次处理完读请求之后, 不是立即返回, 而是等待几个微妙在这段时间内, 任何来自临近区域的请求都被立即执行. 超时以后, 继续原来的处理.基于下面的假设: 几个微妙内, 程序有很大机会提交另一次请求.调度器跟踪每个进程的io读写统计信息, 以获得最佳预期.
I/O 调度算法再各个进程竞争磁盘I/O的时候担当了裁判的角色。他要求请求的次序和时机做最优化的处理，以求得尽可能最好的整体I/O性能。
对IO调度使用的建议：
Deadline I/O scheduler 使用轮询的调度器,简洁小巧,提供了最小的读取延迟和尚佳的吞吐量,特别适合于读取较多的环境(比如数据库,Oracle 10G 之类).
Anticipatory I/O scheduler 假设一个块设备只有一个物理查找磁头(例如一个单独的SATA硬盘),将多个随机的小写入流合并成一个大写入流,用写入延时换取最大的写入吞吐量.适用于 大多数环境,特别是写入较多的环境(比如文件服
务器)Web,App等应用我们可以采纳as调度.
CFQ I/O scheduler使用QoS策略为所有任务分配等量的带宽,避免进程被饿死并实现了较低的延迟,可以认为是上述两种调度器的折中.适用于有大量进程的多用户系统