进行随机文件访问的有效方法？答案

【问题标题】：Efficient way to do random file access?进行随机文件访问的有效方法？
【发布时间】：2013-02-06 08:49:00
【问题描述】：

其实这里有几个关于传统硬盘的问题。

磁盘上的每次读/写是否与系统缓存/扇区大小对齐？

磁盘上创建的每个文件是否都与扇区对齐？我的意思是，如果我创建一个文件，文件的起点将与扇区的起点相同？

如果我的扇区大小为 4096，并且我想使用 fseek ( pFile , 10 , SEEK_SET ); 从位置 10 读取 4096 个字节，那么我最终会读取两次？

【问题讨论】：

我认为，在内部，分页算法至少会交换一页（可能是 4K）供您的程序读取。但这对您的代码是透明的，不是吗？ 进行随机文件访问的有效方法？内存映射文件呢？
是的，它是透明的。但是如果最后一个陈述是真的，那么我很可能需要自己进行某种对齐以防止访问时出现错位？
您刚刚提出的每个问题都是依赖于操作系统和/或运行时的实现。它们将是决定答案的最终决定因素。

标签： c++ c filesystems

【解决方案1】：

我没有时间详细回答，所以我会简短：

现代磁盘上的磁盘扇区大小比应用程序可见的级别低；大多数时候，甚至操作系统都无法信任磁盘报告的数字。它在很大程度上也与性能无关。
假设一个传统的文件系统，键对齐在磁盘块大小和缓冲区缓存之间。这发生在操作系统/文件系统中，对您的关键约束是所有应用程序级别的 IO-ops 都是整数个块。请理解，虽然这会持续到磁盘上，但扩展区和升降机可能会导致操作延迟、拆分或重新排序。
所有现代磁盘都有磁盘缓存，尽管出于性能/可靠性原因可能会禁用更高级的磁盘。同样，从块映射到等效扇区以及磁盘升降机可能会导致延迟、拆分、合并和重新排序；但是，大多数情况下您无需担心这一点。只要确保磁盘不会谎报当前的写入状态即可。
在大多数文件系统中，文件与块对齐。鉴于 1-block 是最小读取，扇区对齐不是您关心的问题，无论如何您也无能为力。信任文件系统/io 子系统来适当地执行此操作
如果块是连续的，那么您最终阅读两次的可能性很小。您将读取两个块，但考虑到轨道间寻道时间较短，以及如今普通磁盘的顺序读取速度，预读可能已为您的单个块请求读取了六个块，因此第二个块是空闲的。注意：这仅适用于块是连续的。如果出现碎片，您将获得一个短或长的搜索，如果您执行太多次，这会影响您的性能。

如果这对您很重要，您需要花时间了解您可用的文件系统；他们的调整参数；并相应地规划您的数据结构。您可能还应该参数化您的结构，以便您可以使用稍微不同的应用程序级块/读取缓冲区/写入缓冲区大小。

【讨论】：

【解决方案2】：

Just Do It 最简单的方法。比这更复杂的事情会让你付出高昂的代价（在编程、调试和维护时间方面），除非测量表明这是你系统中的瓶颈，否则它只是浪费精力。

【讨论】：