Eine kurze Diskussion über die Node.js+COW-Technologie für die Prozesserstellung und das Kopieren von Dateien

In diesem Artikel lernen Sie die COW-Technologie (Copy-On-Write) kennen und stellen die Anwendung der COW-Technologie zur Prozesserstellung und zum Kopieren von Dateien vor. + Node.js Ich hoffe, dass er für alle hilfreich ist!

COW ist keine Kuh, es ist die Abkürzung für Copy-On-Write, eine Technologie, die kopiert, aber nicht genau kopiert.

Im Allgemeinen werden beim Kopieren zwei identische Kopien erstellt.

Manchmal ist das Kopieren jedoch nicht erforderlich und Sie können die vorherige Kopie vollständig wiederverwenden Kopieren Sie beim Schreiben des Inhalts nur den entsprechenden Teil. Auf diese Weise entfällt das Kopieren, wenn der Inhalt zum Lesen verwendet wird. Wenn jedoch Schreiben erforderlich ist, wird ein Teil des Inhalts tatsächlich zur Änderung kopiert.

Das nennt man „Copy-on-Write“, auch Copy-On-Write genannt.

Das Prinzip ist sehr einfach, aber auch in der Speicherverwaltung und im Dateisystem des Betriebssystems ist Node.js aufgrund dieser Technologie „faul“ geworden.

In diesem Artikel werden wir die Anwendung von Copy-On-Write bei der Prozesserstellung und dem Kopieren von Dateien in Node.js untersuchen. [Empfohlenes Lernen: „nodejs-Tutorial“]

Dateikopie

Die häufigste Idee zum Kopieren von Dateien besteht darin, denselben Dateiinhalt vollständig an einen anderen Ort zu schreiben. Dabei gibt es jedoch zwei Probleme:

• Schreiben genau derselbe Inhalt, wenn dieselbe Datei hunderte Male kopiert wird, wird dann derselbe Inhalt hunderte Male erstellt? Was für eine Verschwendung von Festplattenspeicher
• Was passiert, wenn beim Schreiben der Strom ausfällt? Wie kann ich überschriebene Inhalte wiederherstellen?

Was soll ich tun? Zu diesem Zeitpunkt dachten Betriebssystemdesigner an die COW-Technologie.

Der Einsatz der COW-Technologie zum Kopieren von Dateien löst die beiden oben genannten Probleme perfekt:

• Durch das Kopieren wird lediglich ein Verweis auf den vorherigen Inhalt hinzugefügt Wird zum ersten Mal geändert, werden die entsprechenden Datenblöcke tatsächlich kopiert, wodurch vermieden wird, dass viel Festplattenspeicher verschwendet wird.
• Beim Schreiben einer Datei werden zunächst Änderungen an einem anderen freien Festplattenblock vorgenommen und nach Abschluss der Änderungen an den Zielspeicherort kopiert, sodass nach einem Stromausfall kein Rollback mehr möglich ist.

In der fs.copyFile-API von Node.js können Sie den Copy-On-Write-Modus verwenden:

Standardmäßig schreibt copyFile in die Zieldatei und überschreibt den ursprünglichen Inhalt

const fsPromises = require('fs').promises;

(async function() {
  try {
    await fsPromises.copyFile('source.txt', 'destination.txt');
  } catch(e) {
    console.log(e.message);
  }
})();

Aber Sie können die Kopierstrategie über den dritten festlegen Parameter:

const fs = require('fs');
const fsPromises = fs.promises;
const { COPYFILE_EXCL, COPYFILE_FICLONE, COPYFILE_FICLONE_FORCE} = fs.constants;

(async function() {
  try {
    await fsPromises.copyFile('source.txt', 'destination.txt', COPYFILE_FICLONE);
  } catch(e) {
    console.log(e.message);
  }
})();

Unterstützte Flags sind 3:

• COPYFILE_EXCL: Wenn die Zieldatei bereits vorhanden ist, wird ein Fehler gemeldet (standardmäßig wird überschrieben). Das System unterstützt es nicht, es wechselt zum echten Kopieren (Standard ist direktes Kopieren).
• COPYFILE_FICLONE_FORCE: Kopieren im Copy-on-Write-Modus. Wenn das Betriebssystem dies nicht unterstützt, wird ein Fehler gemeldet
Diese drei Konstanten sind 1, 2 und 4. Sie können durch bitweises ODER kombiniert und übergeben werden:

• const flags = COPYFILE_FICLONE | COPYFILE_EXCL;
  fsPromises.copyFile('source.txt', 'destination.txt', flags);

Node.js unterstützt die Copy-on-Write-Technologie des Betriebssystems, was in einigen Szenarien die Leistung verbessern kann. Es wird empfohlen, die Methode COPYFILE_FICLONE zu verwenden, die besser als die Standardmethode ist.

Prozesserstellung

Fork ist eine gängige Methode zum Erstellen eines Prozesses und seine Implementierung ist eine Copy-on-Write-Technologie. Wir wissen, dass der Prozess im Speicher in drei Teile unterteilt ist: Codesegment, Datensegment und Stapelsegment:

Codesegment: Speichert den auszuführenden Code

Datensegment: Speichert einige globale Daten

• Stapel Segment: speichert die Ausführung Der Status
Wenn ein neuer Prozess basierend auf diesem Prozess erstellt wird, müssen diese 3 Teile des Speichers kopiert werden. Und wenn diese drei Teile des Speichers den gleichen Inhalt haben, dann wird Speicherplatz verschwendet.
Fork kopiert also nicht wirklich den Speicher, sondern erstellt einen neuen Prozess und referenziert den Speicher des übergeordneten Prozesses. Wenn die Daten geändert werden, wird dieser Teil des Speichers tatsächlich kopiert.

Aus diesem Grund wird die Prozesserstellung als Fork bezeichnet, das heißt Fork, weil sie nicht völlig unabhängig ist, sondern einige Teile in zwei Teile gespalten sind, die meisten jedoch immer noch gleich sind.

Aber was ist, wenn der auszuführende Code anders ist? Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie exec verwenden, um ein neues Codesegment, Datensegment und Stapelsegment zu erstellen und neuen Code auszuführen.

Sie können auch die Fork- und Exec-APIs in Node.js verwenden:

fork:

const cluster = require('cluster');

if (cluster.isMaster) {
  console.log('I am master');
  cluster.fork();
  cluster.fork();
} else if (cluster.isWorker) {
  console.log(`I am worker #${cluster.worker.id}`);
}

exec:

const { exec } = require('child_process');
exec('my.bat', (err, stdout, stderr) => {
  if (err) {
    console.error(err);
    return;
  }
  console.log(stdout);
});

fork ist die Grundlage für die Linux-Prozesserstellung, was zeigt, wie wichtig die Copy-on-Write-Technologie ist.

Zusammenfassung

Das Kopieren mehrerer Kopien desselben Inhalts ist zweifellos eine Platzverschwendung. Daher verwendet das Betriebssystem beim Kopieren von Dateien und beim Kopieren von Speicher nur bei tatsächlichen Änderungen Gehen Sie und machen Sie eine Kopie.

Node.js unterstützt das Setzen von Flags von fs.copyFile. Sie können COPYFILE_FICLONE angeben, um die Copy-On-Write-Methode zum Kopieren von Dateien zu verwenden. Es wird außerdem empfohlen, diese Methode zu verwenden, um Festplattenspeicher zu sparen und die Leistung zu verbessern des Dateikopierens.

Der Fork eines Prozesses ist ebenfalls eine Implementierung von Copy-On-Write. Er kopiert das Codesegment, das Datensegment und das Stapelsegment des Prozesses nicht direkt in den neuen Inhalt, sondern bezieht sich nur auf den vorherigen es wird die echte Speicherkopie sein.

Darüber hinaus hat Copy-On-Write viele Anwendungen in der Implementierung von Immutable und in der verteilten Lese-/Schreibtrennung und anderen Bereichen.

COW macht Node.js „faul“, bietet aber eine bessere Leistung.

Ursprüngliche Adresse: https://juejin.cn/post/6999497362255118366

Autor: zxg_Gott sagte, es muss Licht sein

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Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEine kurze Diskussion über die Node.js+COW-Technologie für die Prozesserstellung und das Kopieren von Dateien. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!