Question

虽然这是一般性问题，但欢迎任何Windows或Linux或Mac支持的文件系统的具体答案。

文件系统如何阻止两个或多个进程对本地驱动器的扇区进行并发读/写访问？

据我所知，显然需要使用某种类型的扇区锁定，但是......

这个OS范围的扇区锁的'类型'是什么：

a）命名互斥/命名信号量/文件映射？（在Windows上）

b）共享内存？（在Linux上）
这个扇区锁保存在哪里：在内存中？在磁盘上？在任何一种情况下，无论何处存储此锁，我都明白......

a）锁的存储必须是逻辑临时存储，因为如果其所有者进程崩溃，则不应永久或无限地保持锁定。因此，如果内存中存在这些锁，它会有所帮助。
b）所有进程都必须通过名称或ID公开发现锁的下落，该名称或ID发现了扇区号的功能。因此，如果进程A需要锁定扇区S，A应该知道如何首先访问扇区S的锁L（S），如果它不存在则创建L（S），尝试锁定L（S），并返回或阻止 - 所有原子，因为另一个进程B也可能与A一起试图执行相同的步骤序列。
对于大型存储设备，扇区数量也会很大。因此，每个扇区的锁定显然不能在内存或磁盘上预先分配。

然而，我不知道或不了解的是，Windows上的Linux，FAT *和NTFS上的ext *文件系统已经解决了这个问题，同样对于Mac也是如此。

我的问题的实际背景：最终，我必须将上面的答案应用于基于Java的自定义文件系统，我正在使用Java 7 NIO2 {{1其中2个或更多独立Java进程可以访问附加驱动器的一堆扇区进行读/写。在Java 7中，我知道在进程之间实现共享内存的唯一非JNI方式是FileSystemProvider。但问题是，这个字节缓冲区将是“原始”内存 - 而我需要的是一个OS范围的互斥体类型机制，并且每个扇区S也可能是一个互斥体。看来，我对此更改了{{1除非我也调用MappedByteBuffer.force。

非常感谢所有答案和评论。

Answer 1

我认为你对现代文件系统的实现方式感到困惑，旧系统通常不是多用户;用这个前言让我们看一下叫journal的东西。现在有一些替代方案 - 即

但是，最常见的可能是日记文件系统。它写入空块并简单地在写入完成时移动指针（同时原子地写入“日志”），这允许在电源故障（或其他写入中断）的情况下“快速”恢复。

至于在系统级别锁定“日志”，我可能会使用FileLock之类的 -

FileLock lock = null;
FileChannel channel = null;
try {
  // Get a file channel for the file
  File file = new File("journal");
  channel = new RandomAccessFile(file,
      "rw").getChannel();

  // Try acquiring the lock without blocking.
  try {
    lock = channel.tryLock();
    if (lock != null) {
      // GOT THE LOCK.... DO WORK...
      return true; // write success.
    }
  } catch (OverlappingFileLockException e) {
    // File is already locked in this thread or virtual
    // machine
  } finally {
    if (lock != null) {
      lock.release(); // Release the lock
    }
    if (channel != null) {
      channel.close(); // Close the file.
    }
  }
  return false; // Write must be retried?

文件系统如何实现扇区锁定？

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