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程序运行的时候,一般会被调度到内存中执行,服务器关闭或程序关闭之后,数据将自动从内存中释放掉 。提到内存,很多企业在面试时,都会问缓冲区和缓存区的区别,作为新手,可以这样回答:

  • 缓冲区:将数据写入内存,这个数据的内存空间在 Linux 系统里一般称为缓冲区(buffer) 。例如,写入到内存缓冲区,即写缓冲 。
    为了提高写操作性能,数据在写入最终介质或下一层级介质之前会合并放入缓冲区中,这样会增加数据持久写的延时 。因为第一次写入缓冲区后,再向下写入数据之前,还要等待后续的写入,以便凑够数据或者定时写入到永久存储介质中 。
  • 缓存区:从内存中读取数据,这个存数据的内存空间在 Linux 系统里一般称为缓存区(cache) 。例如,从内存缓存区读取,即读缓存 。
    操作系统利用缓存提高文件系统的读性能和内存的分配性能,应用程序使用缓存也是为了提高读访问效率 。将经常访问的操作结果保存在缓存中可备随时使用,而非总是执行读硬盘以获取数据等开销较高的操作 。
记住这样一句话,缓存无处不在,无论是电脑硬件、操作系统,还是企业网站集群及其他业务系统!
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图 6 硬盘示意图
硬盘就是永久存放数据的存储器,如今常用的硬盘都是 3.5 英寸的,且生产的单块硬盘的容量越来越大,体积却越来越小,速度也越来越快,其中常见的硬盘有300GB、600GB、1TB、3TB、4TB等规格 。

注意,对于工业级(企业级)硬盘计算,以 1000 为单位进行换算,即1TB=1000GB 。
根据实际场景的需要,硬盘的接口有 IDE、SCSI、SAS、SATA 等几类(其中 IDE、SCSI 已退出历史舞台),硬盘的类型也分为机械硬盘和SSD(固态硬盘)两种 。
从性能和价格的角度,可以对现有几类硬盘进行排序(从高到低),依次是 SAS接口固态硬盘 > SATA固态硬盘 > SAS机械硬盘 > SATA机械硬盘 。


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图 7 服务器各个硬件存储容量和读取速度的比较
如图 7 所示,即从存储容量和 I/O 读取速度的角度,对服务器中各个硬件做了比较 。可以看到,硬盘 I/O(读取)性能相比内存差很多,目前解决这个问题的普遍方法是先将大量的数据从硬盘缓存到内存,也就是说写入到缓冲区中,这也是当今互联网网站解决访问速度慢的必备方案 。
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图 8 Raid 阵列卡

Raid 称为磁盘冗余阵列,其功能是,当企业的网站(业务)数据量很大,单块盘装不下的时候,若购买多块硬盘存放数据,就需要利用 Raid 技术将所有硬盘整合成一个大硬盘,然后才能在这个大硬盘上分区(划分隔断、虚拟硬盘)存放数据 。
但是,硬盘多了势必会有损坏,可数据是不能丢的,针对这种情况,Raid 还具备一个功能,就是多块硬盘放置在一起可以配置冗余(备份),由此可以确保即使若干硬盘有损坏,数据也不会丢失 。
总的来说,使用 Raid 卡(阵列卡)具有以下好处:
  • 可以将所有硬盘整合到一起(扩充容量);
  • 可以使得数据更加安全(数据冗余);
  • 可以获得更高的效率(读写性能) 。

如果有 Raid 卡,则一般会将硬盘连接到 Raid 卡上,而不是直接插到主板上,Raid 卡最终将插到主板对应的插槽里 。不过,在企业真正的重要服务器里,Raid 几乎是不被采用的,请读者注意这点 。


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