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持久媒体I/O

写入数据有两个方面需要考虑：性能以及系统故障情况下的恢复。为了在系统故障时能够恢复数据库，SmartEDB 运行时除了使用数据库文件外，还会使用日志文件来处理持久数据库。以下图表说明了写入过程：

非缓冲 I/O 速度较慢，因此文件 I/O 通常会进行缓冲处理。这样，数据库写操作不会直接将数据写入持久性介质，而是先写入文件系统缓冲区。随后，文件系统会在文件系统提交或执行 _sync() 操作时，将缓冲的数据刷新到持久性介质。

为了优化这一写入过程的性能，SmartEDB 提供了三种选项：除了在“持久数据库 I/O”页面中讨论的日志文件类型和事务提交策略外，SmartEDB 还提供了异步文件 I/O（AIO，详见下文）。AIO 决定了文件系统处理写入请求的方式。此外，SmartEDB 对多文件和 RAID 设备的支持也在下面的“多文件”部分中进行了详细介绍。

有关实现细节，请参阅“本地语言 API”部分。

异步文件 I/O

异步文件 I/O 通过向内核发送 I/O 请求，使调用线程在等待 I/O 操作完成的同时继续处理其他任务。对于大型数据库事务，AIO 是一种有效提升处理效率的方法。然而，对于相对较快的 I/O 操作，处理内核 I/O 请求和信号的开销可能会使其优势不明显，尤其是在需要频繁进行大量快速 I/O 操作的情况下。

SmartEDB 的异步 I/O 实现通过将更新分组和重新排序进行了优化，确保多个更新可以同时与介质同步。请注意，AIO 会将磁盘操作存储在内存队列中，并不会在每次提交时立即将其刷新到磁盘。因此，如果发生硬件故障，这些数据可能无法写入磁盘，在恢复后，数据库可能会丢失一些从应用程序角度来看最近提交的事务。不过，即便出现这种情况，数据库仍然会保持一致的状态。

AIO 主要作为服务器端功能提供。通常情况下，服务器不允许应用程序直接访问数据库，而是通过远程协议进行访问。默认情况下，AIO 是禁用的，但提供了 API 来启用、启动和停止 AIO。

请注意，异步 I/O 目前不适用于共享内存数据库。

多文件数据库

SmartEDB 支持三种类型的多文件设备，用于持久化数据库：

  1. 多文件：可以将其视为由多个段组成的虚拟文件。当第一个段已满时，系统会自动开始填充下一个段，依此类推。除了最后一个段外，所有段的大小都需要预先指定。最后一个段则可以根据需要无限增长。

  2. RAID-0（条带化）：数据块会在多个 RAID 段之间分散存储。例如，在具有两个段的 RAID-0 中，第一个块写入第一个段，第二个块写入第二个段，第三个块再回到第一个段，依此类推。RAID-0 可以显著提高性能，因为每个 RAID 设备可以是单独的磁盘，并且由独立的控制器管理。不过，RAID-0 不提供额外的数据冗余保护。

  3. RAID-1（镜像）：数据会被复制到所有 RAID 段中。如果 RAID 由三个段组成，那么相同的数据将存储在所有三个段中（冗余级别为 3）。RAID-1 提供了更高的可靠性，因为在某个磁盘发生故障时，可以从其他磁盘读取数据。此外，它还通过在不同磁盘之间平衡读取请求来提升读取性能。

文件段是在传递给数据库打开调用的内存设备数组中定义的。对于多文件实现，可以通过 extend 函数在运行时动态添加新的段。需要注意的是，多文件段一旦创建便无法删除。

本地语言API

请使用以下链接查看您的开发环境的详细信息：

开发语言说明
C / C++C / C++语言中的持久媒体 I/O
JavaJava 语言中的持久媒体 I/O
PythonPython 语言中的持久媒体 I/O
C#C# 语言中的持久媒体 I/O