c - 将数据写入文件 : fflush() takes a lot of time

Question

我有一个要求，我必须缓冲大量数据(以 GB 为单位)以供将来使用。由于没有足够的 RAM 可用于缓冲如此大量的数据，我决定将数据存储在文件中。

现在这里的陷阱是，当我将数据写入文件时，其他线程可能需要该“缓冲”数据，因此我每次写入内容时都必须刷​​新文件流。准确地说，数据是我作为预录数据缓冲的视频帧(如 TiVo)在任何给定的时间点，其他线程可能想要也可能不想写入它，但是当它们这样做时，它们会从文件中fread 并处理帧。

在一般情况下，fwrite-fflush 组合需要大约 150 us，但偶尔(并且相当有规律)，组合需要超过 1.5 秒。我负担不起，因为我必须实时处理帧。

我这里有很多问题:

1. 我在文件中缓冲数据的方法是否正确？我有什么选择？

2. 知道为什么 fwrite-fflush 操作在某些情况下突然需要更多时间吗？请注意，它会在 1.5 秒后恢复到 150 微秒。

Answer 1

至于 #2:大多数现代文件系统都使用 btree 方法来管理当今巨大 HD 中的目录和数据节点数量。与所有 btree 一样，它们有时需要平衡。发生这种情况时，不必进行任何更改，因此这就是系统锁定的原因。通常，这没什么大不了的，因为操作系统有巨大的缓存，但你是一个极端情况，它会受到伤害。

你能做什么？有两种方法:

1. 使用套接字进行通信并将最后 N 帧保存在 RAM 中(即永远不要将它们写入磁盘或使用独立进程将其写入磁盘)。

2. 不要编写新文件，覆盖现有文件。由于所有数据 block 的位置都是预先知道的，所以在写入时不会在 FS 中进行重组。它也会快一点。所以想法是创建一个大文件或使用原始分区然后覆盖它。当您到达文件末尾时，返回到开头并重复。

缺点:

使用方法 1，您可能会丢帧。此外，您必须绝对确保所有客户端都能足够快地读取和处理数据，否则服务器可能会阻塞。

对于#2，您必须找到一种方法来告诉读者当前“文件末尾”在哪里。

所以也许混合方法是最好的:

1. 创建一个大文件(几 GB)。如果一个文件不够用，请创建多个。
2. 打开一个套接字
3. 将数据写入文件。如果到达文件末尾，则寻找位置 0 并继续在那里写入(如循环缓冲区)。
4. 刷新数据
5. 通过套接字将新数据的开始和数量发送给读者

考虑使用内存映射文件；这将使一切变得更简单。