清出、同步與持久性

當你「儲存」一個檔案時，資料究竟最後落到哪裡——而它在哪個時間點才安全到不怕停電？從你的程式到旋轉的碟片或快閃晶片，這段旅程上有好幾站，而「我呼叫了 write」並不等於「它已安穩在磁碟上」。理解這些層次，正是讓你在機器於最糟時刻當掉時不丟失資料的關鍵。

在你的資料與持久性之間，通常有三層。第一，若你用的是緩衝 stdio，位元組可能還躺在函式庫的使用者空間緩衝區裡；fflush(stream) 把它們推出那個緩衝區、進入核心。第二，一旦進了核心，位元組就坐在核心的頁面快取裡——作業系統已經接受了它們，但為了速度，不一定已把它們寫到實體裝置；write() 已經返回，資料卻仍只在 RAM 中。第三，fsync(fd) 告訴核心真的把那個檔案的資料從頁面快取沖刷到儲存裝置、並等到裝置確認——只有在 fsync 返回之後，資料才對當機或停電具有持久性。另外還有 fdatasync（沖刷資料但略過部分元資料），而對於目錄項目，你可能還需要對目錄也做 fsync，好讓新建檔案的名字得以存活。

為何重要：這就是「看起來存好了」與「真的存好了」之間的差別。資料庫、編輯器，以及任何不能弄丟你工作成果的東西，都會在對的時機呼叫 fsync，並接受 fsync 很慢（它要等真實硬體）這件事，正因為持久性是有代價的。常見的誤解是：write() 返回就代表資料在磁碟上了——並沒有；它只代表核心拿到了。清出 stdio 緩衝區（fflush）與同步到裝置（fsync）是兩個不同層次的兩個不同步驟，要得到保證，你兩者都需要。