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Linux的文件系统及文件缓存知识点整理

Linux的文件系统 文件系统的特点 文件系统要有严格的组织形式,使得文件能够以块为单位进行存储。 文件系统中也要有索引区,用来方便查找一个文件分成的多个块都存放在了什么位置。...如果文件系统中有的文件是热点文件,近期经常被读取和写入,文件系统应该有缓存层。 文件应该用文件夹的形式组织起来,方便管理和查询。...Linux中的文件缓存 ext4文件系统层 对于ext4文件系统来讲,内核定义了一个ext4_file_operations。...因此,根据是否使用内存做缓存,我们可以把文件的I/O操作分为两种类型。 第一种类型是缓存I/O。大多数文件系统的默认I/O操作都是缓存I/O。...如果已经缓存了,那就直接从缓存中返回;否则从磁盘中读取,然后缓存在操作系统的缓存中。对于写操作来讲,操作系统会先将数据从用户空间复制到内核空间的缓存中。这时对用户程序来说,写操作就已经完成。

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    文件系统:抽象的“文件系统

    一、树形层次结构 IFileProvider对象为我们构建了一个具有层次化目录结构的文件系统。...由于IFileProvider是一个接口,所以由它构建的是一个抽象化的文件系统,这里所谓的目录和文件都是一个抽象的概念。...为了让读者朋友们对这个文件系统有一个大体认识,我们先来演示几个简单的实例。 文件系统管理的所有文件以目录的形式进行组织,一个IFileProvider对象可以视为针对一个根目录的映射。...该方法具有一个类型为Action的参数负责将文件系统的节点(目录或者文件)名称呈现出来。...对文件系统实施监控并在其发生改变时发送通知也是IFileProvider对象提供的核心功能之一。

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    缓存缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿

    原文:https://www.cnblogs.com/raichen/p/7750165.htm 缓存穿透 概念 缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据,由于缓存是不命中时需要从数据库查询,查不到数据则不写入缓存...缓存雪崩 概念 大量的key设置了相同的过期时间,导致在缓存在同一时刻全部失效,造成瞬时DB请求量大、压力骤增,引起雪崩。 解决办法 从业务层面。...可以给缓存设置过期时间时加上一个随机值时间,使得每个key的过期时间分布开来,不会集中在同一时刻失效。 缓存击穿(并发) 概念 高并发系统,如果一个缓存失效,存在多进程同时查询DB,同时更新缓存。...这对缓存和DB都是比较大的挑战。...解决办法 使用互斥锁(mutex key): 这种解决方案思路比较简单,就是只让一个线程构建缓存,其他线程等待构建缓存的线程执行完,重新从缓存获取数据就可以了(如下图) ?

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    文件系统专栏 | 之文件系统架构

    文件系统层次分析 由上而下主要分为用户层、VFS层、文件系统层、缓存层、块设备层、磁盘驱动层、磁盘物理层 用户层:最上面用户层就是我们日常使用的各种程序,需要的接口主要是文件的创建、删除、打开、关闭、写...缓存层:文件系统底下有缓存,Page Cache,加速性能。对磁盘LBA的读写数据缓存到这里。...include/linux/dcache.h文件中: struct dentry {  /* RCU lookup touched fields */  unsigned int d_flags;//目录项缓存标识符...dcache中,缓存主要包括三部分: 被使用目录项链表,存放被使用的目录项 最近被使用双向链表,存放未被使用和负状态的目录项,并且安装使用时间排序 散列表,用于快速匹配目录项 现在看看目录项的操作函数:...list_head f_tfile_llink;//所有文件的事件池链表 #endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */  struct address_space *f_mapping;//文件页缓存映射

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    文件系统:程序集内嵌文件系统

    由于内嵌于程序集的资源文件采用扁平化存储形式,所以在通过 EmbeddedFileProvider构建的文件系统中并没有目录层级的概念。我们可以认为所有的资源文件都保存在程序集的“根目录”下。...由于资源文件系统并不具有层次化的目录结构,它所谓的物理路径毫无意义,所以PhysicalPath属性直接返回Null。...对于内嵌资源文件系统来说,根本就不存在所谓的文件更新的问题,所以它的Watch方法会返回一个HasChanged属性总是False的IChangeToken对象。...[ASP.NET Core 3框架揭秘] 文件系统[1]:抽象的“文件系统” [ASP.NET Core 3框架揭秘] 文件系统[2]:总体设计 [ASP.NET Core 3框架揭秘] 文件系统[3]...:物理文件系统 [ASP.NET Core 3框架揭秘] 文件系统[4]:程序集内嵌文件系统

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    Redis缓存缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

    ☘️解决思路 思路一:由于缓存穿透是因为缓存没有生效,是否可以针对DB不存在的数据设置缓存空值,让请求到缓存就OK。缓存的有效时间可以设置短点,如30s,避免误伤正常业务。...缓存击穿 缓存击穿是指数据库有,缓存没有的数据,大量请求访问这个缓存不存在的数据,最后请求打到DB可能导致DB宕机。...思路三:保证热点数据在缓存中,可以设置热点缓存数据永不过期;或者采用定时任务去定时刷新缓存数据与过期时间,保证缓存数据存在。...缓存雪崩 缓存雪崩是指数据库有,缓存没有的数据,大量请求访问这些缓存不存在的数据,最后请求打到DB可能导致DB宕机。...缓存一致性 缓存一致性指的是缓存与DB之间的数据一致性,我们需要通过各种手段来防止缓存与DB不一致,我们要保证缓存与DB的数据一致或者数据最终一致。 ☘️解决思路 思路一:先删除缓存再更新数据。

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    文件系统

    获取块 修改块内对应部分 写回块 在文件系统中的所有操作都是在整个块空间上进行的: getc() putc() 即使每次只访问1字节的数据,也会缓存目标数据4096字节(一个磁盘块) 用户怎么访问文件:...底层: 特定文件系统模块 虚拟文件系统的目标 目的: 对所有不同文件系统的抽象 功能: 提供相同的文件和文件系统接口 管理所有文件和文件系统关联的数据结构 高效查询例程,遍历文件系统 与特定文件系统模块的交互...文件控制块: 当文件被访问时进入内存 目录节点: 在遍历一个文件路径时进入内存 数据块缓存 各种缓存方式 数据块按需读入内存: 提供 read() 操作 预读: 预先读取后面的数据块 数据块使用后被缓存...: 假设数据将会再次被使用 写操作可能被缓存和延迟写入 两种数据块缓存方式: 普通缓冲区缓存缓存: 同一缓存数据块和内存页 分页要求: 当需要一个页时才将其载入内存 支持存储: 一个页(在虚拟地址空间中...)可以被映射到一个本地文件中(在二级存储中) 文件数据块的页缓存 在虚拟内存中文件数据块被映射成页 文件的读写操作被转换成对内存的访问 可能导致缺页和/或设置为脏页 问题: 页置换 – 从进程或文件页缓存

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    缓存穿透,缓存雪崩,缓存击穿

    缓存穿透 缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据,即缓存和数据库中都没有的数据。...由于缓存不命中,并且出于容错考虑,如果从数据库查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询,失去了缓存的意义。...id=-1 查询一条id为-1的数据 如何解决缓存穿透 一:对查询不到的数据也做缓存处理,只是过期时间设置短一些!...缓存击穿 缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据(一般是缓存时间到期),这时由于并发用户特别多,同时读缓存没读到数据,又同时去数据库去取数据,引起数据库压力瞬间增大,造成过大压力 如何解决缓存击穿 一...,但是缓存过期后,没有数据提供 如何解决缓存雪崩 分成事前,事中,事后三步骤 事前 一:错开设置过期时间(比如电商缓存商品可以对商品过期时间加一个随机因子,错开缓存过期时间) 发生缓存雪崩之前,事情之前

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    Caffeine缓存 最快缓存 内存缓存

    二、缓存简介 (一)缓存对比 从横向对常用的缓存进行对比,有助于加深对缓存的理解,有助于提高技术选型的合理性。下面对比三种常用缓存:Redis、EhCache、Caffeine。...:缓存都是使用内存作为存储媒介的,各种缓存服务的区别如下:Caffeine是内存型缓存是指缓存与调用者属于同一个应用,准确的说属于同一个JVM;Redis是指另外一个独立进程的内存型,缓存数据存储在Redis...(二)本地缓存 本地缓存与分布式缓存对应,缓存进程和应用进程同属于一个JVM,数据的读、写在一个进程内完成。本地缓存没有网络开销,访问速度很快。...Caffeine是基于Guava Cache增强的新一代缓存技术,缓存性能极其出色。 1、Map JDK内置的Map可作为缓存的一种实现方式,然而严格意义来讲,其不能算作缓存的范畴。...若涉及多级缓存或者多种缓存共用,其它需要网络传输或者持久化的缓存需要序列化,Caffeine尽管也使用实现序列化的实体类,但是不做序列化操作。 不需要序列化,降低了缓存使用难度。

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    缓存雪崩、缓存穿透、缓存预热、缓存更新、缓存降级等问题!

    ,今天给大家整理一篇关于Redis经常被问到的问题:缓存雪崩、缓存穿透、缓存预热、缓存更新、缓存降级等概念的入门及简单解决方案。...一、缓存雪崩 缓存雪崩我们可以简单的理解为:由于原有缓存失效,新缓存未到期间(例如:我们设置缓存时采用了相同的过期时间,在同一时刻出现大面积的缓存过期),所有原本应该访问缓存的请求都去查询数据库了,而对数据库...(2)还有一个解决办法解决方案是:给每一个缓存数据增加相应的缓存标记,记录缓存的是否失效,如果缓存标记失效,则更新数据缓存,实例伪代码如下: ?...解释说明: 1、缓存标记:记录缓存数据是否过期,如果过期会触发通知另外的线程在后台去更新实际key的缓存; 2、缓存数据:它的过期时间比缓存标记的时间延长1倍,例:标记缓存时间30分钟,数据缓存设置为60...三、缓存预热 缓存预热这个应该是一个比较常见的概念,相信很多小伙伴都应该可以很容易的理解,缓存预热就是系统上线后,将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。

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    缓存穿透、缓存雪崩、缓存热点

    摘要:本文主要讲解在使用缓存的过程中,经常出现的三个问题:缓存穿透、缓存雪崩、缓存热点。...1.概念 缓存穿透: 大多数缓存系统,都是以key-value的格式去存储数据的,当有个请求去查询某个key,但是这个key对应的value不存在,则这个请求就会到后端DB中查询;如果有人恶意去查询缓存中不存在的...缓存雪崩: 访问量很大的系统,一般都会用缓存服务,很多请求到达在缓存层拿到值后就返回了,这样有效的减轻了DB端的压力;但是如果,缓存服务挂掉了,那所有的请求都会直接打到DB层,数据库的压力瞬间就起来了,...这样DB很可能也挂掉了,这就是缓存雪崩。...缓存热点: 一般使用缓存时,策略如下:请求一个数据,如果缓存有,直接返回,如果缓存没有,就会去查询数据库,然后返回,同时,将此key和value缓存起来,设置一个过期时间;这样做有两个好处,不仅可以加快系统对外的响应速度

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    Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存预热、缓存更新、缓存降级等问题

    一、缓存雪崩 由于原有缓存失效,新缓存未到期间,比如我们设置缓存时采用了相同的过期时间,在同一时刻出现大面积的缓存过期,所有原本应该访 问缓存的请求都去查询数据库了,而对数据库CPU和内存造成巨大压力,...(2)还有一个简单方案就时将缓存失效时间分散开。 二、缓存穿透 缓存穿透是指用户查询数据,在数据库没有,自然在缓存中也不会有。...这样就导致用户查询的时候,在 缓存中找不到,每次都要去数据库再查询一遍,然后返回空(相当于进行了两次无用的查询)。这样请求就绕过缓存直接查数据库,这也是经常提的缓存命中率问题。...三、缓存预热 缓存预热这个应该是一个比较常见的概念,相信很多人都应该可以很容易的理解,缓存预热就是系统上线后,将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。...用户直接查询事先被预热的缓存数据 解决办法 (1)直接写个缓存刷新页面,上线时手工操作下; (2)数据量不大,可以在项目启动的时候自动进行加载; (3)定时刷新缓存; 四、缓存更新 除了缓存服务器自带的缓存失效策略之外

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    缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩概念及解决方案缓存穿透缓存雪崩缓存击穿

    缓存穿透 概念 访问一个不存在的key,缓存不起作用,请求会穿透到DB,流量大时DB会挂掉。...解决方案 采用布隆过滤器,使用一个足够大的bitmap,用于存储可能访问的key,不存在的key直接被过滤; 访问key未在DB查询到值,也将空值写进缓存,但可以设置较短过期时间。...缓存雪崩 概念 大量的key设置了相同的过期时间,导致在缓存在同一时刻全部失效,造成瞬时DB请求量大、压力骤增,引起雪崩。...解决方案 可以给缓存设置过期时间时加上一个随机值时间,使得每个key的过期时间分布开来,不会集中在同一时刻失效。...缓存击穿 概念 一个存在的key,在缓存过期的一刻,同时有大量的请求,这些请求都会击穿到DB,造成瞬时DB请求量大、压力骤增。

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    Redis的缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透与缓存预热、缓存降级

    ② 分级缓存:第一级缓存失效的基础上,访问二级缓存,每一级缓存的失效时间都不同。 ③ 热点数据缓存永远不过期。...缓存的高可用,防止Redis宕机导致缓存雪崩的问题。...二、缓存击穿: 1、什么是缓存击穿: 缓存击穿跟缓存雪崩有点类似,缓存雪崩是大规模的key失效,而缓存击穿是某个热点的key失效,大并发集中对其进行请求,就会造成大量请求读缓存没读到数据,从而导致高并发访问数据库...而对于空数据的key有限的,重复率比较高的,则可优先采用第一种方式进行缓存。 四、缓存预热: 1、什么是缓存预热: 缓存预热是指系统上线后,提前将相关的缓存数据加载到缓存系统。...五、缓存降级: 缓存降级是指缓存失效或缓存服务器挂掉的情况下,不去访问数据库,直接返回默认数据或访问服务的内存数据。降级一般是有损的操作,所以尽量减少降级对于业务的影响程度。

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