如何有效处理大文件中间的插入或删除？

Question

Insert 和Delete 是在文件中间添加和删除一些数据的操作，文件大小会发生变化。

对于普通文本编辑器编辑的小文本文件，如记事本、vim、emacs，整个文本文件通过原子操作重写。具体来说，当编辑文本文件时，插入或删除一些内容（不是文件尾部），首先将文件头部到插入或删除数据的内容复制到一个新文件中；然后，复制插入的数据（删除操作省略此步骤）；最后，从插入/删除位置到末尾的数据被复制到新文件中。

“插入”和“删除”是昂贵的操作，因为

普通文件系统不提供insert 或remove 操作，这些操作会随着文件大小的变化而修改中间的文件内容。

当涉及到一个大文件时——这里指的是一个大小超过内存大小的文件，通常超过 10G 字节——如果仍然重写整个文件，成本会非常高。因此，拥有大文件的软件通常会自行处理对文件的修改。比如，

1. vmdk文件是VMware Workstation的虚拟文件系统排列的虚拟机镜像文件

2. db文件是数据库文件，其数据由数据库的存储引擎操作

我的问题是这些“虚拟文件系统/存储引擎”如何有效地处理大文件中间的insert 和delete 操作，以避免密集的磁盘I/O？

欢迎任何相关材料或论文。

Answer 1

我很想知道是否有任何文件系统在两者之间进行了特定的插入/删除优化。 AFAIK 许多文件系统没有特定的优化，所有新数据（从修改位置到结束）都按顺序重新写入。