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2 Soft Updates一項消除大多數(shù)同步寫操作的技術(shù)

云知道

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作者及顧問：Marshall Kirk McKusick；卡內(nèi)基梅隆大學(xué) Gregory R. Ganger
中文翻譯：北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院李鑫 < delphij@cnfug.org >
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這篇論文最初發(fā)表于1999年6月6日至11日舉行的USENIX年度技術(shù)會議中，F(xiàn)reenix會議
錄的第1-17頁 。其版權(quán)歸Marshall Kirk McKusick和Greg Ganger所有，作者保留所有
權(quán)力 。這篇論文在作者的許可下被翻譯和重新發(fā)布 。在保持此版權(quán)宣示完整的前提下，
允許對本文進行非商業(yè)目的的重新發(fā)布 。
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第3節(jié) 跟蹤并確保更新依賴關(guān)系
本節(jié)描述BSD Soft Updates數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及它在保證第二節(jié)中描述的更新依賴關(guān)系中發(fā)揮的作用 。這里描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法能在除文件截斷和fsync系統(tǒng)調(diào)用以外的所有情況中完全消除BSD FFS的同步寫入操作 。
SoftUpdates的關(guān)鍵特性是在緩存塊中追蹤每個更改之間的更新依賴關(guān)系 。于是，對包括64個i-節(jié)點的塊，系統(tǒng)可能會為緩沖區(qū)中的這些i-節(jié)點維護最多64個依賴關(guān)系結(jié)構(gòu) 。類似地，對包含50個名字的目錄塊，系統(tǒng)也會為這些名字維護最多50個依賴關(guān)系結(jié)構(gòu) 。
擁有如此詳細的依賴關(guān)系信息，塊之間的循環(huán)依賴將不再是問題 。無論何時系統(tǒng)希望在緩沖區(qū)中寫i-節(jié)點，它們都能安全地寫入，并最終進入磁盤 。一時不能安全寫入的i-節(jié)點將在緩沖區(qū)同步時被暫時回滾到過去的某個安全的值，待寫盤完成后再恢復(fù)當(dāng)前值 。緩沖區(qū)在回滾的這段時間被鎖定，待內(nèi)容恢復(fù)后再解鎖 。請求寫緩沖區(qū)的進程將被阻塞，直到緩沖區(qū)恢復(fù)原狀 。
3.1 依賴關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
我們的實現(xiàn)使用了多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中追蹤未決的更新依賴關(guān)系 。表1列了使用的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)、主要功能，以及與它們關(guān)聯(lián)的塊 。這些依賴依賴關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在文件操作完成時被分配并關(guān)聯(lián)到塊上 。在內(nèi)核內(nèi)存中的副本中它們使用指針關(guān)聯(lián)到對應(yīng)塊的頭 。所有列出的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)的兩種一般的樣式是工作表(worklist)結(jié)構(gòu)和保存追蹤依賴關(guān)系狀態(tài)的結(jié)構(gòu) 。
表1 BSD SoftUpdates實現(xiàn)中使用的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)
【2 Soft Updates一項消除大多數(shù)同步寫操作的技術(shù)】worklist結(jié)構(gòu)作為所有依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)首項的公共頭 。它包含了一系列連接指針，以及一個表示它被嵌入的結(jié)構(gòu)類型的字段 。worklist結(jié)構(gòu)使得將不同類型的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)連到同一鏈表中成為可能 。SoftUpdates代碼能夠遍歷這種異質(zhì)鏈表，使用類型字段判別它遇到的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)，并據(jù)此進行相應(yīng)的操作 。

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