25、Unix文件系统的缺陷与挑战

Unix文件系统的缺陷与挑战

1. 无记录长度支持

Unix系统设计上没有为文件存储记录长度的规定，这一任务留给了程序员。若处理不当，不同程序对记录长度的预期差异可能不会被察觉。例如，一个程序以100字节记录存储文件，另一个程序以200字节记录读取，可能也不会发现问题。

Unix的内部数据库如密码文件、组文件和邮件别名文件都以文本文件形式存储。访问时需从头到尾处理，早期数据库行数较少时可行，但随着条目增多，读取系统数据库会出现瓶颈，性能大幅下降。为缓存关键数据库信息，已开发出四种互不兼容的解决方案，但都有缺陷，这也是运行Unix需要快速计算机的原因。

2. 文件和记录锁定

记录锁定并非防止税务部门查看财务记录，而是在处理数据时确保数据的一致性。现代Unix有三种不同的记录锁定系统。

早期Unix没有记录锁定，因为这违背了其“自由生存，宁死不屈”的精神，Ritchie认为应由用户程序负责。后来出现了“锁文件”，其原理是创建文件是原子操作，若程序要修改关键数据库，先创建锁文件，成功则获得锁，完成操作后删除锁文件。但这种方法存在问题，如进程反复尝试创建锁浪费CPU时间，系统崩溃时锁文件可能永久锁定。改进方法是在锁文件中存储进程ID，程序发现锁文件时检查进程表，若进程不存在则删除锁文件。

之后，伯克利提出了建议锁，允许协作进程对文件进行一致操作，但不保证一致性。AT&T为企业市场提出了强制记录锁定，到SVR4时，Sun和AT&T将两种方法合并到一个庞大的内核中。如今，许多现代Unix实用程序仍依赖锁文件，很多程序员在使用时未意识到其问题。

3. 对完美磁盘的要求

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