write through和write back在硬盘缓存上工作原理和区别

360影视 动漫周边 2025-09-05 15:41 3

摘要:当系统(如操作系统)需要将数据写入硬盘时,它首先将数据写入硬盘的DRAM缓存中。与此同时,硬盘控制器会立即将这份数据从缓存中继续写入到磁盘盘片(磁介质)上的最终位置。只有在数据被确认成功写入磁盘盘片后,硬盘才会向操作系统返回“写入成功”的信号。此时,缓存中可能

顾名思义,“直写”就是数据直接穿过缓存写入到最终的目的地。

当系统(如操作系统)需要将数据写入硬盘时,它首先将数据写入硬盘的DRAM缓存中。与此同时,硬盘控制器会立即将这份数据从缓存中继续写入到磁盘盘片(磁介质)上的最终位置。只有在数据被确认成功写入磁盘盘片后,硬盘才会向操作系统返回“写入成功”的信号。此时,缓存中可能保留这份数据的副本,以备后续快速读取。数据一致性极高,非常安全。 一旦收到写入成功的确认,就意味着数据已经物理保存在非易失性介质(盘片)上。即使此时突然断电,数据也不会丢失,因为缓存(DRAM)是易失性的,但数据已经不在缓存里了。

这就像你寄一封重要的挂号信。你必须亲自去邮局(磁盘),把信交给柜台工作人员,拿到回执(写入成功确认),才算完成。虽然你家楼下有个信箱(缓存),但你不放心,必须去邮局才安心。

“回写”是指数据先到缓存,之后再找机会入磁盘。

当系统需要写入数据时,它同样先将数据写入硬盘的DRAM缓存中。一旦数据进入缓存,硬盘控制器立即向操作系统返回“写入成功”的信号。此时,数据可能还完全停留在缓存里,并未写入磁盘盘片。硬盘控制器会在之后某个合适的时机(例如系统空闲时、缓存快满时、或经过一小段时间后),才将缓存中累积的“脏数据”(Dirty Data,即尚未写入盘片的数据)批量地写入磁盘盘片。性能,受磁盘速度限制极快,受缓存速度限制数据安全性,断电不会丢失已确认的数据,断电可能导致数据丢失主要目的数据可靠性、一致性提升写入性能、优化I/O现代硬盘的默认设置:绝大多数消费级和企业级硬盘的缓存模式默认都是 Write-Back。因为性能的提升是用户能直接感知的,而突然断电是小概率事件。为了安全性,通常会配合以下技术:备用保护电路:一些企业级硬盘或RAID卡配有电池(BBU, Battery Backup Unit)或电容,能在断电后为缓存供电一段时间,确保有足够时间将缓存数据写入磁盘。操作系统指令:如 flush命令,可以强制要求硬盘将缓存中的所有数据写入盘片,确保关键操作的数据安全。RAID卡:在服务器中,RAID卡拥有自己的大容量缓存,并强烈依赖于Write-Back模式来提供极致性能。这些RAID卡几乎都配备了电池或闪存模块,来应对断电风险。SSD的类似概念:SSD也有DRAM缓存和NAND闪存,其写入过程也涉及类似的“缓冲->最终写入”的步骤。但由于SSD没有机械部件,其“写入”过程本身也很快,并且有更复杂的FTL(闪存转换层)和磨损均衡算法来管理数据存放,但核心的“直写”和“回写”的权衡思想是相通的。

来源:卷毛丸圆

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