Файловые системы с отложенной записью

Файловая система с точной записью жертвует производительностью ради надежности. Файловая система с отложенной записью повышает производительность при помощи стратегии кэширования "фоновая запись" (write-back); иными словами, изменения файла записываются в кэш, и содержимое последнего сбрасывается на диск оптимизированным способом, обычно в фоновом режиме.

Улучшение производительности, связанное с техникой кэширования "отложенная запись", достигается несколькими путями. Во-первых, уменьшается общее количество операций записи на диск. Поскольку не требуется упорядоченных, немедленно осуществляемых операций вывода, содержимое буфера может измениться несколько раз, прежде чем будет записано на диск. Во-вторых, резко возрастает скорость обслуживания запросов приложений, поскольку ФС может вернуть управление вызывающей программе, не ожидая завершения записи на диск. Наконец, стратегия отложенной записи игнорирует промежуточные состояния с нарушением целостноститома, возникающие тогда, когда несколько запросов на ввод-вывод перекрываются во времени. Это облегчает создание многопоточной ФС, допускающей одновременное выполнение нескольких операций ввода-вывода.

Недостаток метода отложенной записи состоит в том, что при его использовании бывают периоды времени, в течение которых нарушения целостности тома слишком велики, чтобы ФС могла их исправить. Следовательно, ФС с отложенной записью должны постоянно отслеживать состояние тома. HPFS, например, устанавливает на эти периоды времени бит, называемый битом изменений (dirty bit), чтобы подчеркнуть, что целостность тома нарушена. Если сбой операционной системы произошел в то время, когда том был измененным, его необходимо восстановить при помощи утилиты исправления тома Chkdsk. Фактически, поскольку в общем случае неизвестно, была ли целостность тома на самом деле нарушена в момент аварии, Chkdsk следует запускать после каждой перезагрузки, при которой установлен, бит изменений. Время, требуемое на восстановление тома HPFS, зависит от его размера и от того, сколь большим повреждениям он подвергся.

Хотя в процессе исправления диска целостность тома всегда восстанавливается, результаты исправления не всегда устраивают пользователя. Например, утилита Chkdsk HPFS иногда не может определить, к какому каталогу относится вновь созданный файл, и помещает его в улавливающий все каталог "found". Если том был серьезно поврежден, то может случиться, что некоторые файлы не удастся восстановить, и они будут просто потеряны. В общем случае, отложенная запись дает выигрыш в производительности по сравнению с точной записью — за счет большего риска и неудобств для пользователя при сбое системы.

Поиск по сайту: