操作系统将使用可用的空闲内存用于文件系统缓存，这允许压缩的MongoDB数据文件保留在内存中。此外，操作系统将使用任何空闲内存来缓冲文件系统块和文件系统缓存。...WiredTiger写入磁盘的频率如何？ Checkpoints（检查点） 从版本3.6开始，MongoDB配置WiredTiger以60秒的间隔创建checkpoints（即将快照数据写入磁盘）。...内存映射文件是一个文件，其中包含操作系统通过mmap()系统调用放入内存的数据。mmap()从而 将文件映射到虚拟内存区域。内存映射文件是MongoDB中MMAPv1存储引擎的关键部分。...映射后，文件和内存之间的关系允许MongoDB与文件中的数据进行交互，就像它是内存一样。 MMAPv1写入磁盘的频率如何？...如果有空闲内存，则操作系统可以在磁盘上找到该页(page)并直接将其加载到内存中。但是，如果没有空闲内存，操作系统必须： 在内存中找到过时或不再需要的页面，并将该页面写入磁盘。
: 和过程同步算法相似 因磁盘IO和网络延迟而设计简单 UNIX文件系统(UFS)语义: 多个系统/用户如何同时访问文件 对打开文件的写入内容立即对其他打开同一文件的其他用户可见 共享文件指针允许多用户同时读取和写入文件...底层： 特定文件系统模块 虚拟文件系统的目标 目的: 对所有不同文件系统的抽象 功能: 提供相同的文件和文件系统接口 管理所有文件和文件系统关联的数据结构 高效查询例程,遍历文件系统 与特定文件系统模块的交互...,父节点,项目列表等 文件系统数据结构 ： 卷控制块(每个文件系统一个) 文件控制块(每个文件一个) 目录节点(每个目录项一个) 持续存储在二级存储中: 在分配在存储设备中的数据块中 当需要时加载进内存...支持存储: 一个页(在虚拟地址空间中)可以被映射到一个本地文件中(在二级存储中) 文件数据块的页缓存 在虚拟内存中文件数据块被映射成页 文件的读写操作被转换成对内存的访问 可能导致缺页和/或设置为脏页...一、RAID-0 数据块分成多个子块, 存储在独立的磁盘中: 和内存交叉相似 通过更大的有效块大小来提供更大的磁盘带宽 二、RAID-1 可靠性成倍增长 读取性能线性增加(向两个磁盘写入,从任何一个读取
有些工程师会根据个人存储单元的数量选择工作者进程数，但这种方法的效率取决于磁盘存储的类型和配置。 nginx的开发人员将在即将推出的版本中解决的一个主要问题是如何避免磁盘I / O上的大多数阻塞。...本质上，缓存加载器准备nginx实例来处理已经存储在磁盘上的特定分配的目录结构中的文件。它遍历目录，检查缓存内容元数据，更新共享内存中的相关条目，然后在所有内容清除并准备使用时退出。...目前，除了操作系统的虚拟文件系统机制暗示的优化之外，没有任何内存中的文件缓存。每个缓存的响应都放在文件系统上的不同文件中。层次结构（级别和命名细节）通过nginx配置指令进行控制。...当响应写入缓存目录结构时，文件的路径和名称从代理URL的MD5散列中派生。 将内容放置在缓存中的过程如下：当nginx从上游服务器读取响应时，内容首先写入缓存目录结构之外的临时文件。...如果用于代理的临时文件目录位于另一个文件系统上，则该文件将被复制，因此建议将临时文件目录和缓存目录保存在同一文件系统上。当需要显式清除缓存目录结构时，从文件中删除文件也是非常安全的。
编者注：在分析完 Linux inode 基础概念 之后，让我们看下inode在内存中对应的文件系统抽象VFS，然后分析下关于 磁盘操作 中Page Cache的回写策略。...VFS（虚拟文件系统层） VFS是虚拟文件系统层（进程与文件系统之间的抽象层），与它相关的数据结构只存在于物理内存当中。...Linux中VFS依靠四个主要的数据结构来描述其结构信息，分别为超级块、索引结点、目录项和文件对象，这些数据结构大都会与磁盘上的对应上。 超级块（Super Block）：超级块对象表示一个文件系统。...当内核发起一个写请求时（例如进程发起write()请求），同样是直接往cache中写入，此时不会立即同步到磁盘，而是将写入的page设置为脏页，并将其加入dirty list中，内核会负责定期同步到磁盘保持二者一执行...page cache另一个主要工作是回收page释放内存空间，此时会选择合适的page进行释放，如果是脏页会先同步到磁盘然后释放。此时是如何选择cache页的呢？
chown -R es：es 目录 --》 将此刻目录及目录下的文件 更改属主属组 su es 切换然后运行 三台主机都要开启 再第一台主机上面再开一个终端查询状态 再当前终端进行操作...类型的id为1的数据 12.更新文档 13.删除文档 14.查询所有记录 15.查询符合条件的记录 16.清空内存中的缓存 17.flush和refresh...（强制刷新数据到磁盘） flush： refresh refresh与flush的区别 当一个文档进入ES的初期， 文档是被存储到内存里的，默认经过1s之后，会被写入文 件系统缓存...如果你对这1s的时 间间隔还不满意， 调用_refresh就可以立即实现内存->文件系统缓存， 从而使文档可以立即被搜索 到。...ES为了数据的安全， 在接受写入的文档的时候， 在写入内存buffer的同时， 会写一份translog日 志，从而在出现程序故障/磁盘异常时， 保证数据的完整和安全。
如果还打算写入的话，先确认一下要写入内容的大小，确定一下需要几个块，然后到blockbitmap里面找到没被使用的块，把块号填到inode结构体里面的block数组里，然后再把文件内容写进这些块里面 2...dentry结构是一种含有指向父节点和子节点指针的双向结构，多个这样的双向结构构成一个内存里面的树状结构，也就是文件系统的目录结构在内存中的缓存了。...总结：（1）硬件：减少IO的次数——减少访问外设的次数 （2）软件：基于局部性原理而产生的预加载——整体提速 5.2 操作系统如何管理内存 虚拟地址是操作系统提供的，我们用户只能看到纯的虚拟地址，具体这个虚拟地址具体映射到物理内存的哪个位置...PCB结构体，然后还会顺便创建一张文件描述符表，我们调用C接口去打开写入文件的时候，该文件会在该文件描述符表中分配一个位置，然后创建一个file结构体，里面分配了inode，但是文件的内容会先写入在C层的缓冲区...然后最后再刷新到磁盘中。
而设计人员关心的是文件和目录是怎样存储的、磁盘空间是如何管理的、如何使文件系统得以流畅运行的问题，下面我们就来一起讨论一下这些问题。 3.1 文件系统布局 文件系统存储在磁盘中。...接着，从磁盘开始处（块 0 ）处开始写入占用 4 块长度的内存 A 。然后是一个占用 6 块长度的内存 B，会直接在 A 的末尾开始写。...到目前为止，所有写入最初都缓存在内存中，并且追加在日志末尾，所有缓存的写入都定期在单个段中写入磁盘。所以，现在打开文件也就意味着用映射定位文件的索引节点。...UNIX 操作系统使用一种 虚拟文件系统(Virtual File System, VFS) 来尝试将多种文件系统构成一个有序的结构。...由于位图是一种固定大小的数据结构，所以如果内核是分页的，就可以把位图放在虚拟内存中，在需要时将位图的页面调入。
刚开始的时候，只有进程 A 在内存中，然后从创建进程 B 和进程 C 或者从磁盘中把它们换入内存，然后在图 d 中，A 被换出内存到磁盘中，最后 A 重新进来。...下面这幅图展示了这种映射是如何工作的 ? 页表给出虚拟地址与物理内存地址之间的映射关系。...这个映射保存在磁盘中，但是也保存在缓存中，因此，使用最频繁的部分大部分时间都在内存中。 ? 到目前为止，所有写入最初都缓存在内存中，并且追加在日志末尾，所有缓存的写入都定期在单个段中写入磁盘。...虚拟文件系统 UNIX 操作系统使用一种 虚拟文件系统(Virtual File System, VFS) 来尝试将多种文件系统构成一个有序的结构。...所以，人们修改了转储算法，记下文件系统的瞬时快照，即复制关键的数据结构，然后需要把将来对文件和目录所做的修改复制到块中，而不是到处更新他们。 磁盘转储到备份磁盘上有两种方案：「物理转储和逻辑转储」。
可以把一系列 shell 命令放在一个文件中，然后将此文件作为输入来运行。shell 会按照顺序对他们进行处理，就像在键盘上键入命令一样。...从图中可以看出 I/O 层次的关系，最高层是一个虚拟文件系统，也就是说不管文件是来自内存还是磁盘中，都是经过虚拟文件系统中的。从底层看，所有的驱动都是字符驱动或者块设备驱动。...❝数据结构太重要了。 ❞ CFS 会根据任务在 CPU 上的运行时间长短而将其有序地排列在树中，时间精确到纳秒级。下面是 CFS 的构造模型 ?...处理器必须将虚拟页框号转换为物理页号，然后以正确的偏移量的位置访问物理页。 上图中展示了两个进程 A 和 B 的虚拟地址空间，每个进程都有自己的页表。这些页表将进程中的虚拟页映射到内存中的物理页中。...然后，Linux 会针对此虚拟内存区域所允许的访问类型，检查发生的页面错误类型。如果该进程以非法方式访问内存，例如写入仅允许读的区域，则还会发出内存访问错误信号。
1 WAL translog 数据持久化 1.1 数据 fsync 落盘 我们把数据写到磁盘时,通常是先将数据写到操作系统的虚拟文件系统里，也既内存中，然后需要调用fsync才能把虚拟文件系统里的数据刷到磁盘中...2.1 近实时的原因 因为内存缓冲区的数据，被写入 segment 文件，且 segment 文件被写入虚拟文件系统后，才能打开这个新 segment 文件，以被检索到。...max_num_segments=5' 3 flush操作，清空translog，虚拟文件系统中的段文件 fsync 刷盘 随着translog文件越来越大时要考虑把内存中的数据刷新到磁盘中，这个过程称为...flush，flush过程主要做了如下操作: 把所有在内存缓冲区中的文档写入到一个新的segment中 清空内存缓冲区 往磁盘里写入commit point信息 虚拟文件系统的page cache(segments...) fsync到磁盘 删除旧的translog文件，因此此时内存中的segments已经写入到磁盘中,就不需要translog来保障数据安全了 flush之后的状态如下所示: ?
chown -R es：es 目录 –》 将此刻目录及目录下的文件 更改属主属组 su es 切换然后运行 三台主机都要开启 再第一台主机上面再开一个终端查询状态 再当前终端进行操作...类型的id为1的数据 12.更新文档 13.删除文档 14.查询所有记录 15.查询符合条件的记录 16.清空内存中的缓存 17.flush和refresh...（强制刷新数据到磁盘） flush： refresh refresh与flush的区别 当一个文档进入ES的初期， 文档是被存储到内存里的，默认经过1s之后，会被写入文 件系统缓存...如果你对这1s的时 间间隔还不满意， 调用_refresh就可以立即实现内存->文件系统缓存， 从而使文档可以立即被搜索 到。...ES为了数据的安全， 在接受写入的文档的时候， 在写入内存buffer的同时， 会写一份translog日 志，从而在出现程序故障/磁盘异常时， 保证数据的完整和安全。
链表分配 存储文件的第二种方案是为每个文件构造磁盘块链表，每个块的第一个字作为指向下一个块的指针，块其余部分用来存放数据。...文件共享 解决文件共享的问题首先要解决文件的同步问题，因为其他用户可能在使用该文件的过程中并不知道该文件拥有者做的修改，解决这个问题的方法有两种： 不将磁盘块放入目录，而是列入一个与文件本身相关联的小型数据结构中...日志结构文件系统 — LFS 文件系统的瓶颈在于，CPU、内存的访问速度越来越快，而磁盘的访问速度却没有多大提升，为了解决这个问题，伯克利大学设计了一种全新的文件系统 — 日志结构文件系统（LFS） 由于磁盘主要的操作是写操作...LFS 的基本思想是将整个磁盘结构化为一个日志，所有写操作都被缓存在内存中，每过一段时间就将所有未决的写操作放到一个单独的段中，作为日志的末尾，一次性写入磁盘，这样可以最大限度的使用磁盘的完整带宽。...VFS在解析路径的时候首先搜索已经装载文件的超块表来找到他的超块（用来描述实际的文件系统），然后 VFS 创建一个 v 节点并调用实际的文件系统，以返回对应文件的 i 节点信息，然后将这个信息复制到 v
那就是虚拟化。就是说操作系统会将物理资源（CPU、内存或磁盘）进行转换，转换成更通用、更强大的虚拟形式。 虚拟化CPU 假设机器只有一个CPU。...虚拟化内存 首先，从硬件角度来讲，计算机提供的内存模型就是一块大的一维的字节数组。并且给每块内存分配了一个全局唯一的地址。这样在读取或写入内存时，只要指定了地址，就能知道要写入或读取内存的位置。...而在操作系统中管理磁盘的软件叫做文件系统（file system）。文件系统负责以高效和可靠的方式，将用户创建的任何文件存储在系统的磁盘上。这里注意一点，操作系统中，存储和管理信息的基本单位是文件。...另一方面，操作系统还要知道将写入的数据存在磁盘的什么位置，然后还需要按照文件系统所维护的各种结构来记录本次数据的相关信息。...当然，还有性能方面的考虑，比如延迟写入磁盘，批量写入磁盘以及优化文件系统的数据结构等。 简单历史 手工操作阶段。 计算机最早的时候就是在纸带上进行打孔，来代表1和0。
找到ocfs2文件系统的超级块，通过分析超级块得出该文件系统的一些基本结构信息，然后通过客户给出的虚拟磁盘文件名称，查找到虚拟磁盘文件的目录项，继而找到所对应的所有一级索引项和二级索引项，并利用自主开发的文件系统解析程序...另外发现一台虚拟机磁盘文件恢复之后，通过解析发现该虚拟机中没有数据，继续对该虚拟磁盘文件进行分析，发现该文件索引项存在，但是索引结构并不多，数据量也很少，有可能存在认为清零或修改的情况，也可能虚拟机原本就没有多少数据...ocfs文件系统格式化后如何恢复原来的数据3.jpg 七、移交数据 由于时间紧迫，先使用专业工具“UFS”依次导出ocfs2中的虚拟机。然后安排工程师将R510服务器上的虚拟磁盘数据带到用户现场。...在现场使用网线将R510服务器接入到用户内部的网络当中，然后通过NFS共享，将虚拟机磁盘文件上传到用户的服务器上，然后通过ovm虚拟机管理工具进行虚拟机挂载。...八、数据恢复总结 整个数据恢复的过程中，对ocfs2文件结构的分析占用了比较多的时间，根据ext4文件系统格式化的特性，Ext4文件系统每隔几百兆会写入文件系统的原始信息，对用户的数据造成了很小的损坏，
Linux文件系统设计 简单的文件系统如何设计 从最简单的角度考虑设计基本的文件系统我们可以用一个常规的文件读写举例。...，然后在内核态对于磁盘进行IO操作。...Linux文件系统结构 Linux的文件系统是树状结构设计，文件系统可以支持不同格式，不同文件系统的差别主要在最大支持操作文件大小，文件系统本身大小以及各种文件操作速度差别上。...Linux文件系统将使用接口的形式将文件IO操作进行抽象，无论文件系统的结构形式如何变动，最终都是通过和下面提到相关的接口来完成交互的。...虚拟内存是如何解决简单分配的问题的？
不过，不同于索引节点，目录项是由内核维护的一个内存数据结构，所以通常也被叫做目录项缓存。 换句话说，索引节点是每个文件的唯一标志，而目录项维护的正是文件系统的树状结构。...第二类是基于内存的文件系统，也就是我们常说的虚拟文件系统。这类文件系统，不需要任何磁盘分配存储空间，但会占用内存。我们经常用到的 /proc 文件系统，其实就是 一种最常见的虚拟文件系统。...这些文件系统，要先挂载到 VFS 目录树中的某个子目录(称为挂载点)，然后才能访问其中的文件。...直接 I/O，是指跳过操作系统的页缓存，直接跟文件系统交互来访问文件。 非直接 I/O 正好相反，文件读写时，先要经过系统的页缓存，然后再由内核或额外的系统调用，真正写入磁盘。...为了支持各类不同的文件系统，Linux 在各种文件系统实现上，抽象了一层虚拟文件系统(VFS)。 VFS 定义了一组所有文件系统都支持的数据结构和标准接口。
虚拟内存管理 文件系统管理 中断处理与设备驱动 所处位置：硬件之上，应用程序之下 操作系统内核特征 并发（注意区分并发与并行，并发强调的是一段时间，并行是一个时间点，所以并行必须是多核） 共享...： “同时”访问 互斥共享 虚拟（为上层提供底层的抽象） 异步 内核时被信任的第三方 只有内核可以执行特权指令 操作系统实验： 系统启动及中断 物理内存管理 虚拟内存管理 内核线程管理 用户进程管理...了解编译系统如何工作大有益处 优化程序性能 理解链接时出现的错误 避免安全漏洞 处理器读并解释储存在内存中的指令 系统的硬件组成 计算机： 以硬件为基础 以软件扩充其功能 以执行程序的方式提现功能 组成...虚拟内存 为每个进程提供了一个假象，就好像每个进程都独占了主存。 每个程序执行时，内存起点都是一样的。...文件 系统之间利用网络通信 Amdahl 定律 并发和并行 抽象的重要性 CPU => 进程 磁盘 => 文件 内存 => 地址空间
2 在集群中的存储节点的磁盘来自一个存储池，他可以介绍磁盘碎片的缺陷平衡磁盘的利用率避免磁盘空间的浪费。...所以在这篇文字中，我们要描述和设计我们要讨论的对象polarfs，一个分布式文件系统，如我们之前所提到的，低延迟高吞吐量和高可用中采用的数据存储机制。...在设计中POLARFS也避免了数据调用中的上下文切换，降低了不必要的内存拷贝，利用大量的DMA在主存和RDMA NIC/NVMe磁盘之间传输数据，通过这些特性PolarFS端到端的传输延迟大幅度的降低，...对于大数据块或批量数据，节点使用Send/Recv谓词协商远程节点上的目标内存地址，然后通过Read/Write谓词完成实际的数据传输。...通过轮询用户空间中的CQ而不是依赖中断，PolarFS消除了上下文切换。 待... 下一部分将开始介绍POLARFS 的构造
文件系统调用 Nachos 实现了两套文件系统，一套是FILESYS_STUB，它是建立在 UNIX 文件系统之上的，而不使用 Nachos 的模拟磁盘，在Makefile文件大概194行使用了该宏定义开关...；另一套则是Nachos本身的文件系统，它是实现在Nachos的虚拟磁盘上的。...打开文件控制结构中的对文件操作的方法同UNIX系统中的系统调用。...理解了nachos当中使用FILESYS_STUB文件系统如何实现的文件的创建、打开、读取、写入、关闭操作后，接下来我们来实现用户程序中的文件系统调用。...接下来从addr开始遍历内存，直到读取的字符为\0表示字符串结束或者访问越界，读出内存中的文件名。
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