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假设一个程序正在读取文件 F.txt,同时另一个程序正在写入该文件。
(当我考虑如果我是一名系统程序员我将如何实现这个功能时)我意识到在以下方面可能存在歧义:
第一个程序会看到什么?
第二个程序在哪里写入新字节? (即“就地”写入 vs 写入新文件,然后用新文件替换旧文件)
有多少个程序可以同时写入同一个文件?
.. 也许还有一些不那么明显的东西。
所以,我的问题是:
读/写文件功能的主要策略是什么?
哪些操作系统(Windows、Linux、Mac 操作系统等)支持它们中的哪些?
是否可以依赖某种编程语言? (我可以假设 Java 可以尝试在所有支持的操作系统上提供一些统一的行为)
最佳答案
从磁板/闪存单元到您的本地 Java 变量,单字节读取有很长的路要走。这是单个字节传播的路径:
fopen()
读取缓冲区出于性能原因,操作系统完成的大部分文件缓冲都保留在页面缓存中,将最近读取和写入的文件内容存储在 RAM 中。
这意味着您的 Java 代码中的每个读写操作都是从您的本地缓冲区完成的:
FileInputStream fis = new FileInputStream("/home/vz0/F.txt");
// This byte comes from the user space buffer.
int oneByte = fis.read();
页面通常是一 block 4KB 的内存。每个页面都有一些特殊的标志和属性,其中之一是“脏页”,这意味着该页面有一些未写入物理介质的修改数据。
一段时间后,当操作系统决定将脏数据刷新回磁盘时,它会以与数据来源相反的方向发送数据。
每当两个不同的进程将数据写入同一个文件时,产生的行为是:
“区域”取决于您的应用程序使用的内部缓冲区大小。例如,在一个两兆字节的文件上,两个不同的进程可能会写入:
只有当本地缓冲区的大小为 2 兆字节时,才会发生缓冲区重叠和数据损坏。在 Java 上,您可以使用 Channel IO通过细粒度控制内部情况来读取文件。
许多事务性数据库通过发出 sync
operation 强制将本地 RAM 缓冲区中的一些写入返回到磁盘.与单个文件相关的所有数据都被刷新回磁板或闪存单元,有效确保断电时不会丢失任何数据。
最后,一个 memory mapped file是一个内存区域,它使用户进程能够绕过用户空间缓冲直接读取和写入页面缓存。
页面缓存系统对于多任务处理的性能至关重要 protected mode OS 和每个现代操作系统(Windows NT 以上版本、Linux、MacOS、*BSD)都支持所有这些功能。
关于java - 当我读/写文件时发生了什么(在操作系统级别)?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/4869368/
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