Linux 是否承诺在断电时按顺序写入文件？

确保 POSIX/Linux 系统在电源故障期间的文件写入持久性

解决方案 1：使用 fsync 保证写入顺序的 C 编程方法

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main() {
    int fd;
    const char *path = "example_file.txt";
    const char *data1 = "First write block";
    const char *data2 = "Second write block";
    size_t size1 = strlen(data1);
    size_t size2 = strlen(data2);
    off_t offset1 = 0;
    off_t offset2 = size1;

    // Open the file
    fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT, 0666);
    if (fd == -1) {
        perror("Failed to open file");
        return 1;
    }

    // Perform first write
    if (pwrite(fd, data1, size1, offset1) == -1) {
        perror("Failed to write data1");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // Use fsync to flush the first write to disk
    if (fsync(fd) == -1) {
        perror("fsync failed after data1");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // Perform second write
    if (pwrite(fd, data2, size2, offset2) == -1) {
        perror("Failed to write data2");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // Final fsync to ensure data2 is flushed
    if (fsync(fd) == -1) {
        perror("fsync failed after data2");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // Close the file
    if (close(fd) == -1) {
        perror("Failed to close file");
        return 1;
    }

    printf("Writes completed and synced successfully.\n");
    return 0;
}

确保有序写入，无需 fsync 以实现更简单的用例

解决方案 2：使用 ext4 默认日志进行软保证的 C 编程

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main() {
    int fd;
    const char *path = "simple_ordered_file.txt";
    const char *data1 = "Data block 1";
    const char *data2 = "Data block 2";
    size_t size1 = strlen(data1);
    size_t size2 = strlen(data2);

    // Open file with O_SYNC for synchronous writes
    fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_SYNC, 0666);
    if (fd == -1) {
        perror("Open failed");
        return 1;
    }

    // Write first data
    if (write(fd, data1, size1) == -1) {
        perror("Write data1 failed");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // Write second data
    if (write(fd, data2, size2) == -1) {
        perror("Write data2 failed");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // Close file
    close(fd);
    printf("Writes completed with O_SYNC.\n");
    return 0;
}

文件写入顺序的单元测试

解决方案 3：使用 Python 进行单元测试来验证耐用性和排序

import os
def validate_file_content(path):
    try:
        with open(path, 'r') as f:
            content = f.read()
        assert "Data block 1" in content
        assert "Data block 2" in content
        print("Test passed: Both writes are present.")
    except AssertionError:
        print("Test failed: Writes are inconsistent.")
    except Exception as e:
        print(f"Error: {e}")

# File validation after running a C program
validate_file_content("simple_ordered_file.txt")

有关 Linux 中文件持久性的常见问题

1. 什么是 fsync 应该做什么，什么时候应该使用它？
2. fsync 确保文件的所有数据和元数据都从内存缓冲区刷新到磁盘。在关键写入后使用它以保证持久性。
3. 有什么区别 fsync 和 fdatasync？
4. fdatasync 仅刷新文件数据，不包括文件大小更新等元数据。 fsync 刷新数据和元数据。
5. ext4 中的日志是否保证有序写入？
6. 不，ext4 日志可确保一致性，但不保证写入按顺序发生而无需显式使用 fsync 或者 O_SYNC。
7. 怎么样 O_SYNC 与常规文件写入有何不同？
8. 和 O_SYNC，每次写入都会立即刷新到磁盘，确保持久性，但会牺牲性能。
9. 我可以在我的系统上测试文件写入耐久性吗？
10. 是的，您可以使用虚拟机或类似工具来模拟电源故障 17 号 观察文件写入的行为。

关于确保文件写入完整性的最终想法

确保断电期间文件的持久性需要经过深思熟虑的设计。没有像这样的工具 同步 或者 O_SYNC，Linux 文件系统可能会使文件处于不一致的状态。对于关键应用程序，在关键阶段进行测试和刷新写入是必不可少的做法。

想象一下在崩溃期间丢失部分日志文件。确保 data1 在 data2 之前完全存储以防止损坏。遵循最佳实践可确保强大的数据完整性，即使在不可预测的故障中也是如此。 ⚡