了解低级文件例程

Question

我正在阅读Mark Burgess的“The GNU C Programming Tutorial”。我遇到了以下信息：

  

即使低级别例程不使用缓存，一旦您调用write，您的数据可以立即从文件中读取，可能需要一分钟才能将数据物理写入磁盘。 （页：142）

首先，“在将数据写入磁盘之前可能需要一分钟（一段时间）”这是真的吗？

其次，当低级文件例程没有使用缓冲时，为什么会发生延迟？

Answer 1

有两个地方可以进行I / O缓冲（至少可能只有两个）。

一个在申请中;使用setvbuf()的标准I / O函数使用缓冲I / O，除非您使用O_DIRECT来阻止它。

另一个在内核中。磁盘I / O通常进入内核缓冲池，最终由内核写入磁盘。有很多方法（Linux上的write();经典Unix上的原始设备;等等）。关键是read()系统调用通常写入内核缓冲池。内核负责确保数据安全正确地写入磁盘（日志，...）。

内核不会立即将所有内容写入磁盘，因为（a）您可能会对数据添加更多更改，（b）其他人可能需要读取或写入数据，（c）磁盘驱动器可能正忙于写入在其1 TiB存储的另一端还有其它东西需要时间才能使写入头就位以获取数据，如果在编写更改之前安排其他工作，则系统的整体性能会更好缓冲到磁盘。它将被写入磁盘。它只是未定义的时间，它可能是一秒或几秒或更长的时间，但大多数情况下，数据写入磁盘的时间通常不会很长。

现在，RAID控制器中也可能存在缓冲，也可能是RAID设置中的单个磁盘，如果它是远程安装的文件系统，也可能存在网络缓冲。那些增加了额外的缓冲水平。

与标准C I / O函数不同，write()和{{1}}及相关的低级I / O函数没有任何客户端（应用程序）缓冲。

Answer 2

当文件的内容未直接输出或输入时，该文件被称为缓冲。相反，文件的字节被写入内存中的临时缓冲区。

例如，如果您正在读取文件，则表示您正在从缓冲区中读取数据。一旦读取了缓冲区中的所有字符，就会从文件中补充新的字节。这种间接性的原因是内存读取比硬盘读取快得多。

调用read和write是低级别的，并且不执行缓冲。 stdio.h和getc之类的putc调用会使用缓冲。当必须补充缓冲区时，这些更高级别的API只调用低级API。

Answer 3

写入硬盘驱动器比写入RAM要慢得多。当您写入驱动器时，它会写入内存，但不会立即写入磁盘。在需要覆盖该部分内存以为其他内容腾出空间之前，可能无法将数据写入磁盘。这称为回写缓存。