我正在编写一个在 Linux 和 FreeBSD 上运行的程序，并且我想确保当每个 write() 返回时，数据实际写入物理设备上的文件，这样我的数据就不会意外丢失（例如，断电、进程意外中断等）。
根据 OPEN(2) 手册页，在 Linux（高于 2.6）上，O_DIRECT 是同步的，但可能存在性能问题；在 FreeBSD 上，O_DIRECT 不保证同步，也可能存在问题。
那么，在 Linux 上，O_DIRECT 或 O_SYNC 保证同步写入，但哪个性能更好？
在 FreeBSD 上，为了保证同步写入，哪个选项具有最佳性能：(1) O_DIRECT + fsync() (2) O_DIRECT | O_SYNC 或 (3)O_SYNC 单独？
【问题讨论】：
使用当前的硬盘，不保证文件实际上已写入磁盘，即使磁盘向操作系统报告写入已完成！这是由于驱动器中的内置缓存。
在 freeBSD 上，您可以通过将 kern.cam.ada.write_cache sysctl 设置为 0 来禁用此功能。这将降低写入性能显着。上次我测量它（ICH-7 芯片组上的 WDC WD5001ABYS-01YNA0 硬盘，FreeBSD 8.1 AMD64），连续写入性能（使用dd if=/dev/zero of=/tmp/foo bs=10M count=1000 测量）从 75,000,000 字节/秒下降到 12,900,000 字节/秒。
如果您想绝对确定您的文件是否已写入；
sysctl kern.cam.ada.write_cache=0 后跟camcontrol reset <bus>:<target>:<lun> 禁用写入缓存。O_SYNC 选项打开文件。注意：
sync选项挂载分区；这将导致所有 I/O（包括读取）同步完成。O_DIRECT。它将尝试完全绕过缓存。这可能也会影响读取。【讨论】：
O_DIRECT 基本上只存在于 Oracle 绕过内核的缓冲区缓存层并进行自己的缓存。它具有不明确的语义，对您可以执行的读取的大小和对齐方式的任意限制，通常不应该使用。 O_SYNC 应该可以为您提供所需的效果，但如果没有能够抵御电源故障或崩溃的底层文件系统，它可能仍然不足以满足您的需求。
【讨论】：
O_DIRECT 的性能非常糟糕，因为它每次都会从磁盘重新读取。
那么，在 Linux 上，
O_DIRECT或O_SYNC保证同步写入，但哪个性能更好？
这个说法是不正确的，因为至少在 Linux 上mentioned by @roland-smith，O_DIRECT 不保证数据已经到达非易失性介质。它可能碰巧在特定环境中提供该保证（例如，直接写入代表具有电池支持的 SCSI 控制器的磁盘的块设备）但在一般情况下您不能依赖它（例如写入仅由单个 SATA 硬盘支持的 ext4 文件系统中的文件），至少有以下原因：
O_DIRECT 不能保证已写入断电崩溃后检索数据所需的元数据在上述情况下，突然断电意味着您的程序认为 I/O 成功，但实际上并没有。这几天Linux open(2) man page 这么说：
O_DIRECT标志本身会努力同步传输数据，但不提供O_SYNC标志的保证，即传输数据和必要的元数据。为了保证同步 I/O，除了O_DIRECT之外，还必须使用O_SYNC。有关进一步讨论，请参阅下面的注释。
在给定的场景中，在 Linux 上，保证每次写入同步写入的唯一方法是使用O_SYNC（这会导致速度下降）或在每次 I/O 之后执行fsync()（这可能会更慢因为你做了两个系统调用）。如果我担心速度，我会放弃使用O_SYNC，而是尽可能大批量写入，然后在批处理后使用fsync()。另请注意，如果您担心数据完整性，必须检查所有fsync() 和所有write() 调用（以及close() 等）的返回码是否有错误。
有关更多详细信息和链接，请参阅此answer on "What does O_DIRECT really mean?"。
在 FreeBSD 上，为了保证同步写入，哪个选项具有最佳性能：(1)
O_DIRECT+fsync()(2)O_DIRECT | O_SYNC或 (3)O_SYNC单独？
您的情况与 Linux 类似（见上文），但在三个选择中，我认为第三个（仅O_SYNC）最快。 FreeBSD open(2) man page 这么说O_DIRECT：
O_DIRECT 可用于最小化或消除读取和写入的缓存影响。系统将尝试避免缓存您读取或写入的数据。如果它无法避免缓存数据，它将最大限度地减少数据对缓存的影响。如果不小心使用，使用此标志会大大降低性能。
一般说明：使用O_DIRECT 并不自动意味着所有 I/O 都会更快 - 这取决于工作负载（I/O 大小、I/O 频率、I/O 是顺序的还是随机的、频率正在发生同步，因为它会影响合并等）以及 I/O 的提交方式（同步与异步）。
【讨论】：