函数sync、fsync与fdatasync的总结整理(必看篇)

一、术语解释

脏页:linux内核中的概念，因为硬盘的读写速度远赶不上内存的速度，系统就把读写比较频繁的数据事先放到内存中，以提高读写速度，这就叫高速缓存，linux是以页作为高速缓存的单位，当进程修改了高速缓存里的数据时，该页就被内核标记为脏页，内核将会在合适的时间把脏页的数据写到磁盘中去，以保持高速缓存中的数据和磁盘中的数据是一致的。

内存映射：内存映射文件，是由一个文件到一块内存的映射。Win32提供了允许应用程序把文件映射到一个进程的函数 (CreateFileMapping)。内存映射文件与虚拟内存有些类似，通过内存映射文件可以保留一个地址空间的区域，同时将物理存储器提交给此区域，内存文件映射的物理存储器来自一个已经存在于磁盘上的文件，而且在对该文件进行操作之前必须首先对文件进行映射。使用内存映射文件处理存储于磁盘上的文件时，将不必再对文件执行I/O操作，使得内存映射文件在处理大数据量的文件时能起到相当重要的作用。

//摘录自百度百科

延迟写（delayed write）: 传统的UNIX实现在内核中设有缓冲区高速缓存或页面高速缓存，大多数磁盘I/O都通过缓冲进行。 当将数据写入文件时，内核通常先将该数据复制到其中一个缓冲区中，如果该缓冲区尚未写满，则 并不将其排入输出队列，而是等待其写满或者当内核需要重用该缓冲区以便存放其他磁盘块数据时， 再将该缓冲排入到输出队列，然后待其到达队首时，才进行实际的I/O操作。这种输出方式就被称为延迟写。

//摘录自《UNIX环境高级编程第三版》P65

二、正文

延迟写减少了磁盘读写次数，但是却降低了文件内容的更新速度，使得欲写到文件中的数据在一段时间内并没有写到磁盘上。当系统发生故障时，这种延迟可能造成文件更新内容的丢失。为了保证磁盘上实际文件系统与缓冲区高速缓存中内容的一致性，UNIX系统提供了sync、fsync和fdatasync三个函数。

1、sync函数

sync函数只是将所有修改过的块缓冲区排入写队列，然后就返回，它并不等待实际写磁盘操作结束。

通常称为update的系统守护进程会周期性地（一般每隔30秒）调用sync函数。这就保证了定期冲洗内核的块缓冲区。命令sync(1)也调用sync函数。

2、fsync函数

fsync函数只对由文件描述符filedes指定的单一文件起作用，并且等待写磁盘操作结束，然后返回。

fsync可用于数据库这样的应用程序，这种应用程序需要确保将修改过的块立即写到磁盘上。

3、fdatasync函数

fdatasync函数类似于fsync，但它只影响文件的数据部分。而除数据外，fsync还会同步更新文件的属性。

对于提供事务支持的数据库，在事务提交时，都要确保事务日志（包含该事务所有的修改操作以及一个提交记录）完全写到硬盘上，才认定事务提交成功并返回给应用层。

4、fflush：标准IO函数（如fread，fwrite等）会在内存中建立缓冲，该函数刷新内存缓冲，将内容写入内核缓冲，要想将其真正写入磁盘，还需要调用fsync。（即先调用fflush然后再调用fsync，否则不会起作用）。fflush以指定的文件流描述符为参数（对应以fopen等函数打开的文件流），仅仅是把上层缓冲区中的数据刷新到内核缓冲区就返回，

因此相对于fsync而言不是很安全，还需要再调用一下fsync来把数据真正写入硬盘。使用函数

int fileno(FILE *stream);