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香港服务器_香港_学大数据哪家好

时间:2021-04-08 16:43 来源:埃里克云 编辑:埃里克云

核心提示

当人们试图闲聊时,最常见的闲聊之一就是一个看似简单的问题:那么你是以什么为生的?你们中那些同样从事软件工作的人会知道,当和不懂技术的人交谈时,这个问题的答案会有...

香港服务器_香港_学大数据哪家好

当人们试图闲聊时,最常见的闲聊之一就是一个看似简单的问题:那么你是以什么为生的?你们中那些同样从事软件工作的人会知道,当和不懂技术的人交谈时,这个问题的答案会有多快出错。最近,我试着向我妈妈解释我最近在做什么。她是一个聪明的女人,但她对电脑和电脑的工作原理知之甚少。这是我提出的一个稍微好一点的类比:文件系统是告诉计算机如何存储所有文件的代码。把你的电脑想象成一个庞大的图书馆。这些书是你电脑上的文件。存放在图书馆的书架、箱子和书柜就是你的硬盘。因此,文件系统是由非常有帮助的图书管理员组成的团队来管理这个地方他们有五项基本工作:查找:在图书馆里找到一本书,或者知道它是否在图书馆里。阅读:从指定的地方取书。分配:给他们的新书找个地方放。写作:把一本书放在书架上的某个地方。管理:打开和关闭图书馆;与用户交谈(程序想要使用你的文件);当一切都着火时传输信息。事实证明,这并不是一个糟糕的类比,因为文件系统和库有很多共同之处。他们存储着大量的数据,他们负责分发和处理数据,他们需要在整个过程中保持相对高效。我们今天讨论的是如何更好地分配文件系统,以及如何更好地解决这些问题。背景在库文件系统的类比中,文件就是一本书。即使里面有一张图片,一首歌,或者一只猫没能跳到什么东西上的gif,它也是一本书。就像书籍一样,文件是由页面2组成的(尽管它们通常被称为块或扇区)。有些文件只有一页,有些文件可能有数百万。与普通书籍不同的是,当你存放文件时,文件不一定要放在一个书架上;你可以把前十页放在一个书架上,如果需要的话,下十页放在完全不同的地方。当然,如果有人要这本书的前二十页,你就得多走几步才能把它们从这两个地方拿出来,所以尽量把这两页放在一起是个好主意此外,与图书馆不同的是,图书不断地被添加和改写,因此图书馆员能够很快地为任何新的或更新的书籍找到一个地方是非常重要的。为一本书找到一个新的地方,最简单的方法就是四处游荡,直到找到一个地方放它为止。不幸的是,现在的硬盘太大了,这将是非常慢的3。我们需要的是一些方法来跟踪哪些空间正在使用,哪些空间是空闲的,我们可以使用这些方法快速找到一个好位置来放入新文件。我们把这个想法叫做太空地图。空间地图空间映射是文件系统中的一个特殊文件,它跟踪正在使用的空间和可用的空间。有许多方法可以将此文件中的数据组织为尽可能紧凑,同时又易于使用。一些现代文件系统存储一个位图;架子上的每个点都由一个1或0表示—1表示正在使用中,0表示它是免费的。因为每个页面只需要一个位,所以可以在一个相对较小的文件中存储大量的地图信息但是,当您需要用新信息更新空间地图时,更新往往会随机散布在整个文件中,这会导致性能问题。另一个选择是存储所有已分配空间的列表。如果您倾向于拥有较长的已分配或未分配的空间,那么这非常有效,因为(几乎)无论连续块有多大,它都可以存储在单个条目中。如果平均块大小非常小,它的效果就不太好。这仍然存在一个问题,即更新会在空间映射中造成大量随机写入。这两种方法都可以用一种叫做"日志结构空间映射"的方法来解决这个问题,其思想是存储法线空间映射,然后在它的末尾将要对其进行的所有更改记录到日志中。当日志达到一定的大小时,您可以将其与法线空间映射组合起来,并一次性重写该映射。这样,您的所有更新通常都在文件末尾的几个块中,除非您经常浏览和更新整个地图。这些地图理论上很管用,但是每次你需要分配的时候都要去书架上看看有没有地方放东西,这会变得很慢。这是系统的主内存发挥作用的地方,内存空间映射表示法。内存表示法如果图书馆的书架是你电脑的硬盘,那么图书馆管理员的桌子就是文件系统使用的内存。这个空间可以用来存储经常被访问的数据,或者为图书管理员自己存储重要的文档。一份这样的文件可以是太空地图。然而,即使这些文件效率很高,整个库的空间地图通常也太大,无法方便地保存在内存中。因此,大多数文件系统将空间映射分成块,每个块代表硬盘驱动器的不同部分把它想象成每排书架都有一张空间地图。它仍然是有用的,但它的规模是可以管理的。然而,我们仍然需要通读整个太空地图,寻找一个好的地点,以及整个日志。我们需要一种更有效的方法来存储内存中的地图。我们可以做很多随机更新,因为我们不必走很远的路去做,但我们不想花时间与整个地图的大小成比例来寻找放置数据的地方。解决这个问题的一种方法叫做范围树。这是一种数据结构,它以一种快速、方便的方式存储磁盘上所有可用空间的列表,以便访问和更新。你也可以扩展它们,使它们非常善于找到特定大小的空闲空间,这样你就可以快速找到适合你的书的地方。把它们放在一起让我们使用所学的信息来浏览文件系统中的典型分配首先,我们遍历每个加载的范围树,寻找足够大的空间来存储分配。如果找不到,我们从磁盘中获取空间映射来加载一个新的范围树,然后将其构建到一个范围树中我们一遍又一遍地重复这个过程,直到我们找到一个地方来分配,或者确定没有足够大的地方。如果没有足够大的地方,我们可以把分配分成更小的部分,从顶部开始一旦我们有了放置分配的位置,我们就从适当的范围树中删除该空间,并将该更改写入该部分磁盘4的空间映射。您可能有一些挥之不去的未回答问题,例如:当我们把我们的空间地图分割成块时,我们不是再次提出了必须对不同的地方进行大量写入的问题吗? 如何选择首先考虑分配的块,以及如何选择首先加载哪些块? 如何有效地存储和管理内存范围树?有关如何将其应用于ZFS的更多技术细节,请注册参加2019年OpenZFS开发人员峰会并查看我的演讲,或在线观看!"浩瀚"这个词是正确的;如果你的书的每一页都存储2000个字母,而我们认为每一个字母都与计算机数据的一个字节相同,那么一个0.1毫米厚的页面可以存储大约4000字节的数据(很方便,几乎与现代磁盘扇区相同!)。这意味着你需要17英里的书架来存储一个普通的1tib硬盘。即使书架上有6排书,书架之间有步行空间,它所占的空间相当接近美式足球场。这是一个小硬盘!2本书除了页数外,还有封面。您可以扩展这个类比来给文件"覆盖",但这并不是特别有用,它只是分散了这里讨论分配的目标。另外,在文件系统中,没有一种简单的方法可以通过查看来准确地说"这个块没有被使用";一个充满零的块可能是这样写的,对它的更改会影响它所属的文件。有一些解决方法可以解决这个问题,但是它们需要一些额外的工作,而且没有一个能够解决"这将非常缓慢"的问题。4细心的读者可能会注意到,这一步可能需要另一个分配(如果我们需要空间映射日志中的新块)!值得庆幸的是,这种情况相对少见,因为空间地图日志的单个块可以存储大量更新。即使我们确实需要一个新的块来写入这个分配,这个分配可能会再次很好地适应一个现有的块,依此类推。

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