4K对齐原理

1.什么是4K对齐？

4K对齐是一种存储性能优化技术，它指的是将文件和磁盘结构重新规划，使文件放入磁盘中以满足4KB（4096字节）对齐的要求。4K对齐可以帮助提升设备的性能，特别是涉及文件传输等操作，能有效规避文件（单个磁盘扇区的大小通常为512字节）以及磁盘中磁头的字节（以及每个磁头中扇区的分布）进行多次传输的时间开销。

2.4K对齐的优势

4K对齐最大的优势在于能够提升磁盘I/O性能，这一技术有利于更快更轻松地完成文件传输以及处理磁盘扇区，例如：

（1）相比于512字节对齐，4K对齐可以让每次I/O操作传输8个磁盘扇区，并且更高效地完成磁头的活动；

（2）在相同的I/O请求量下，4K对齐的存储系统的整体性能要比512字节对齐的性能更好；

（3）4K对齐有助于更加有效地利用磁盘空间，也能让磁盘内容更加块状，以降低可能出现的冗余或碎片开销；

（4）相比于其他文件系统，它能够更好地利用在系统中可用的内存，从而加快系统响应和读写速度；

（5）改进的磁盘空间利用率，减少I/O传输时间开销，更好的访问速度等都有助于提高系统完整性。

3.4K对齐的实现方式

4K对齐的实现方式有很多种，但最常用的是修改文件系统和操作系统中细节参数，以指定存储设施采用这种机制。另外，还有一些特殊的分块软件可以把大文件分成4K对齐的碎片，在存入磁盘时，就会按照4K的尺寸来整理碎片，从而形成4K对齐的结果。

4K对齐和8K对齐是指系统设计中的一种内存对齐技术。

一、4K对齐

1. 什么是4K对齐？

4K对齐是指将内存地址空间分段，每个段分配4KB的内存，然后将每个内存段顺序地放置到内存中。4K对齐可以降低已分配内存的碎片率、提高内存存取速度，减少操作系统及应用程序分配内存资源的精度，从而提高性能。

2. 4K对齐的优势

（1）可以减少内存碎片：

4K对齐可以有效地避免内存碎片问题，将内存段分成4KB大小的空间，当某个程序需要申请某个范围内的内存空间时，由于每个4KB空间的内存地址范围小，所以可以更灵活、快速的完成内存分配任务，从而有效的减少内存的碎片问题。

（2）提高内存读取速度：

4K对齐可以降低内存读取时间，当某个程序需要访问内存某个位置时，由于没有进行碎片化，而且内存空间大小也可以确定，所以可以快速定位内存空间，相应的内存访问速度也会提高。

（3）减少操作系统及用户程序分配内存资源的精度：

由于4K对齐有效的避免了内存碎片问题，将申请到的内存段划分成大小相等的内存空间，这样就减少了操作系统及用户程序分配内存资源的精度，从而提高程序的运行效率。

二、8K对齐

1. 什么是8K对齐？

8K对齐也是指将内存地址空间分段，每个段分配8KB的内存，然后将每个内存段放置到内存中。8K对齐是4K对齐的分段技术的一种更高级的技术，它的引入将进一步提高内存读取的效率和减少碎片问题。

2. 8K对齐的优势

（1）可以降低内存碎片：

由于采用8K对齐技术，将申请的每个内存段以8KB的大小分配空间，这样产生的内存空间更加灵活，减少了内存碎片的产生，可以有效的满足不同程序对大小、性能要求。

（2）提高内存存取速度：

8K对齐技术可以有效增强内存空间的连续性，由于每段内存分配的空间都已定，所以可以快速定位内存空间，提高内存存取速度。

（3）可以更灵活、快速的完成内存分配任务：

8K对齐技术比4K对齐技术更加灵活，它分配的内存空间是8KB，而4K对齐分配的内存空间为4KB，而8K的内存空间可以懂得更多的满足程序的需要，而且8K的分配效率也会更高，可以更灵活、快速的完成分配任务。