Khi tôi chuyển hướng đầu ra của lệnh sang một tệp (ví dụ echo Hello > file:) tệp đó có được đảm bảo có dữ liệu đó ngay sau khi lệnh thoát không? Hoặc vẫn còn một cửa sổ rất nhỏ giữa các lệnh thoát và dữ liệu được ghi vào tệp? Tôi muốn đọc tệp ngay sau khi thoát lệnh, nhưng tôi không muốn đọc tệp trống.

Có nhiều lớp đệm / bộ đệm liên quan.

1. Bộ đệm CPU.

   Dữ liệu được đặt cùng nhau theo byte và được lưu trữ trong bộ đệm CPU. Nếu bộ đệm CPU đầy và dữ liệu không được truy cập trong một thời gian, khối chứa dữ liệu của chúng tôi có thể được ghi vào bộ nhớ chính. Đây là, phần lớn, được ẩn khỏi các lập trình viên ứng dụng.

2. Các bộ đệm trong quá trình.

   Có một số bộ nhớ được đặt sang một bên trong quá trình thu thập dữ liệu, vì vậy chúng tôi cần thực hiện càng ít yêu cầu cho HĐH càng tốt, vì điều đó tương đối tốn kém. Quá trình sao chép dữ liệu vào các bộ đệm này, một lần nữa có thể được hỗ trợ bởi bộ đệm CPU, do đó không có gì đảm bảo rằng dữ liệu được sao chép vào bộ nhớ chính. Ứng dụng cần xóa sạch các bộ đệm này, ví dụ như sử dụng fclose (3) hoặc fsync (3). Hàm exit (3) cũng thực hiện việc này trước khi quá trình kết thúc, trong khi hàm _exit (2) thì không , đó là lý do tại sao có một cảnh báo lớn trong trang hướng dẫn cho hàm đó chỉ gọi nó nếu bạn biết bạn là gì đang làm.

3. Bộ đệm kernel

   Hệ điều hành sau đó giữ bộ đệm riêng của mình, để giảm thiểu số lượng yêu cầu cần gửi đến các đĩa. Bộ đệm này không thuộc về quy trình cụ thể, vì vậy dữ liệu trong đó có thể thuộc về các quy trình đã hoàn thành và vì tất cả các truy cập đều đi qua đây, chương trình tiếp theo sẽ thấy dữ liệu nếu đã đến đây. Nhân sẽ ghi dữ liệu này vào các đĩa khi có thời gian để làm như vậy hoặc khi được hỏi rõ ràng.

4. Bộ nhớ cache của ổ đĩa

   Bản thân các ổ đĩa cũng giữ một bộ đệm để tăng tốc truy cập. Chúng được viết khá nhanh và có lệnh ghi dữ liệu còn lại vào bộ nhớ cache và báo cáo khi hoàn thành, hệ điều hành sử dụng khi tắt máy để đảm bảo không có dữ liệu nào bị bỏ qua trước khi tắt nguồn.

Đối với ứng dụng của bạn, dữ liệu được đăng ký trong bộ đệm kernel là đủ (dữ liệu thực tế có thể vẫn còn trong bộ nhớ CPU tại thời điểm này và có thể không được ghi vào bộ nhớ chính): quá trình "echo" chấm dứt có nghĩa là bất kỳ bộ đệm trong quá trình nào cũng phải được xóa và dữ liệu được chuyển cho HĐH và khi bạn bắt đầu một quy trình mới, điều đó được đảm bảo rằng HĐH sẽ trả lại dữ liệu tương tự khi được yêu cầu.

Nếu ứng dụng không có bất kỳ bộ nhớ cache nội bộ nào, thì những thay đổi sẽ được ghi ngay vào tệp. Tương tự cho ví dụ của bạn. Các tập tin là một thực thể logic trong bộ nhớ sẽ được cập nhật ngay lập tức. Bất kỳ hoạt động tiếp theo nào trên tệp sẽ thấy các thay đổi được thực hiện bởi chương trình.

Tuy nhiên , điều này không có nghĩa là thay đổi đã được ghi vào đĩa vật lý. Các thay đổi có thể kéo dài trong bộ đệm hệ điều hành hoặc bộ đệm phần cứng. Để xóa bộ đệm hệ thống tập tin, sử dụng synclệnh.

Tôi muốn đọc tệp ngay sau khi thoát lệnh, nhưng tôi không muốn đọc tệp trống.

Bạn không nên gặp bất kỳ vấn đề thực tế nào ở đây.

Bộ đệm sẽ tự động được xóa vào đĩa khi một quá trình thoát?

Nói chung câu trả lời là không .

Nó phụ thuộc vào lệnh. Như các câu trả lời khác đề cập, nếu lệnh không đệm nội bộ dữ liệu, tất cả dữ liệu sẽ có sẵn khi lệnh kết thúc.

Nhưng hầu hết, nếu không phải tất cả, các thư viện I / O tiêu chuẩn sẽ làm xuất chuẩn bộ đệm theo mặc định (ở một mức độ nào đó) và đưa ra các đảm bảo khác nhau về việc tự động xóa bộ đệm khi đóng ứng dụng.

C đảm bảo rằng một lối thoát bình thường sẽ tuôn ra bộ đệm . Lối thoát thông thường có nghĩa là có nghĩa exitlà được gọi - hoặc rõ ràng hoặc quay trở lại main. Tuy nhiên, lối ra bất thường có thể phá vỡ cuộc gọi này (và do đó để lại bộ đệm không bị xóa phía sau).

Đây là một ví dụ đơn giản:

#include <signal.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("test");
    raise(SIGABRT);
}

Nếu bạn biên dịch nó và thực thi nó, testsẽ không nhất thiết phải được ghi vào thiết bị xuất chuẩn.

Các ngôn ngữ lập trình khác thậm chí còn đảm bảo ít hơn: ví dụ Java, không tự động xóa khi kết thúc chương trình . Nếu bộ đệm đầu ra chứa một dòng bị hủy, thì nó có thể bị mất, trừ khi System.out.flush()được gọi một cách rõ ràng.

Điều đó nói rằng, cơ thể câu hỏi của bạn hỏi cái gì đó hơi khác nhau: nếu dữ liệu đến trong các tập tin ở tất cả , nó nên làm như vậy ngay sau khi chấm dứt lệnh (tùy thuộc vào sự cẩn thận mô tả trong các câu trả lời khác).

Tôi nghĩ rằng chưa có câu hỏi nào giải quyết vấn đề này đầy đủ:

Tôi muốn đọc tệp ngay sau khi thoát lệnh, nhưng tôi không muốn đọc tệp trống.

Như các câu trả lời khác giải thích, một chương trình ứng xử tốt sẽ xóa bộ đệm tệp bên trong của nó trước khi quá trình kết thúc bình thường . Sau đó, dữ liệu vẫn có thể lưu lại trong bộ đệm kernel hoặc phần cứng trước khi nó được ghi vào bộ lưu trữ liên tục. Tuy nhiên , ngữ nghĩa hệ thống tệp của Linux đảm bảo rằng tất cả các quy trình xem nội dung của các tệp giống như hạt nhân bao gồm cả bộ đệm nội bộ ¹ .

Điều này thường được thực hiện bằng cách có nhiều nhất một bộ đệm trong nhân cho mỗi đối tượng tệp và để yêu cầu tất cả quyền truy cập tệp phải đi qua bộ đệm này.

• Nếu một tiến trình đọc một tệp, kernel sẽ trình bày nội dung bộ đệm cho tiến trình, nếu phần tệp được yêu cầu hiện nằm trong bộ đệm; nếu không, kernel sẽ lấy dữ liệu từ phương tiện lưu trữ bên dưới và đặt nó vào bên trong bộ đệm, sau đó quay lại bước trước.

• Nếu một quá trình ghi vào một tệp, dữ liệu trước tiên được đặt bên trong bộ đệm trong nhân cho tệp đó. Cuối cùng, nội dung bộ đệm sẽ được xóa để lưu trữ. Trong thời gian trung bình, quyền truy cập đọc được thỏa mãn từ cùng một bộ đệm (xem bên trên).

¹ Ít nhất cho các tập tin thông thường, thư mục và các liên kết tượng trưng. FIFO và socket là một vấn đề khác vì nội dung của chúng không bao giờ được lưu trữ liên tục. Có một số trường hợp đặc biệt của các tệp thông thường có nội dung phụ thuộc vào người hỏi; ví dụ là các tệp trong Procfs và sysfs (nghĩ rằng /proc/selfđó là một liên kết tượng trưng đến ID tiến trình của quá trình đọc liên kết tượng trưng).

Giả sử lệnh của bạn được thực thi bởi một số chương trình bằng thư viện thời gian chạy C, tại một số điểm, nó sẽ gọi fcloseđể đóng tệp đang mở.

Trang man cho fclosehàm C cho biết:

GHI CHÚ Lưu ý rằng fclose () chỉ xóa bộ đệm không gian người dùng được cung cấp bởi thư viện C. Để đảm bảo dữ liệu được lưu trữ vật lý trên đĩa, bộ đệm kernel cũng phải được xóa, ví dụ, với đồng bộ hóa (2) hoặc fsync (2).

và trang người đàn ông cho fflushcó cùng một lưu ý. Trang người đàn ông cho closebiết:

Một lần đóng thành công không đảm bảo rằng dữ liệu đã được lưu thành công vào đĩa, vì kernel đã ghi. Nó không phổ biến cho một hệ thống tập tin để xóa bộ đệm khi luồng được đóng lại. Nếu bạn cần chắc chắn rằng dữ liệu được lưu trữ vật lý, hãy sử dụng fsync (2). (Nó sẽ phụ thuộc vào phần cứng đĩa vào thời điểm này.)

Lưu ý rằng dữ liệu có sẵn cho các quá trình khác ngay cả khi nó không được đồng bộ hóa với ổ đĩa. Có lẽ điều đó đã đủ tốt cho bạn.

Nếu bạn nghi ngờ, hãy viết một bài kiểm tra.

Khi tôi chuyển hướng đầu ra của lệnh sang một tệp (ví dụ echo Hello > file:) tệp đó có được đảm bảo có dữ liệu đó ngay sau khi lệnh thoát không?

Vâng. Shell mở tệp echođầu ra và xuất trực tiếp ra tệp đó. Sau khi thoát lệnh, thế là xong.

Hoặc vẫn còn một cửa sổ rất nhỏ giữa các lệnh thoát và dữ liệu được ghi vào tệp?

Cho dù dữ liệu đã có trên phương tiện truyền thông là một vấn đề khác, điều này chỉ quan trọng nếu sau đó xảy ra lỗi phần cứng hoặc bạn kiểm tra phân vùng trực tiếp bằng một số phần mềm pháp y, bỏ qua hệ thống tệp được gắn.

Tôi muốn đọc tệp ngay sau khi thoát lệnh, nhưng tôi không muốn đọc tệp trống.

Đừng lo lắng, kernel chỉ giữ một chế độ xem tệp, không phụ thuộc vào tần suất mở.

Theo nguyên tắc chung, mọi dữ liệu thuộc sở hữu của kernel đều được duy trì và làm sạch bởi kernel, theo giai đoạn. Dữ liệu này bao gồm dữ liệu được chuyển đến bộ nhớ kernel bằng một cuộc gọi hệ thống như write(2).

Tuy nhiên, nếu ứng dụng của bạn (ví dụ thư viện C) thực hiện đệm trên đầu trang này, thì rõ ràng kernel không có ý tưởng và do đó không đảm bảo việc dọn dẹp của nó.

Hơn nữa, tôi không tin rằng có bất kỳ sự đảm bảo về thời gian nào cho việc dọn dẹp, nói chung, nó được thực hiện trên cơ sở "nỗ lực tốt nhất" (đọc: "khi tôi có một giây").

Hoặc vẫn còn một cửa sổ rất nhỏ giữa các lệnh thoát và dữ liệu được ghi vào tệp?

Không, không có.

Tôi muốn đọc tệp ngay sau khi thoát lệnh, nhưng tôi không muốn đọc tệp trống.

Bạn có thể đọc nội dung cuối cùng của tệp ngay sau khi thoát lệnh, thay vào đó bạn sẽ không bao giờ đọc tệp trống. (Trong C và C ++, sử dụng chờ đợi , waitpid , wait3 hoặc wait4 hệ thống các cuộc gọi chờ cho chương trình để thoát, và chỉ sau đó đọc các tập tin. Nếu bạn đang sử dụng một vỏ, ngôn ngữ lập trình khác hoặc một thư viện (ví dụ như thư viện C gọi hệ thống hoặc lớp Quy trình Java ), có lẽ nó đã sử dụng một trong các cuộc gọi hệ thống này.)

Như các câu trả lời và nhận xét khác đã chỉ ra, cuối cùng bạn có thể đọc một tệp trống sau khi thoát khỏi chương trình nếu chương trình đã thoát mà không xóa bộ đệm đầu ra bên trong của nó (ví dụ vì _exit , hủy bỏ hoặc nhận tín hiệu gây tử vong hoặc vì nó một chương trình Java thoát bình thường). Tuy nhiên, không có gì bạn có thể làm về vấn đề này vào thời điểm này: dữ liệu không được lưu bị mất vĩnh viễn, chờ thêm sẽ không phục hồi được.

Vâng

Xin lỗi vì có thể thêm một câu trả lời thừa, nhưng hầu hết dường như tập trung vào cá trích đỏ của tiêu đề của câu hỏi. Nhưng theo như tôi có thể nói, câu hỏi không phải là về bộ đệm, mà là:

Khi tôi chuyển hướng đầu ra của lệnh sang một tệp (ví dụ: echo Hello> tệp) thì tệp đó có được đảm bảo có dữ liệu đó ngay sau khi lệnh thoát không?

Vâng, vô điều kiện. Việc sử dụng ">" mà bạn đang mô tả, cùng với "|" và "<", là mô hình xử lý dựa trên đường ống mà thế giới Unix và Linux chủ yếu dựa vào. Bạn sẽ tìm thấy hàng trăm, nếu không phải hàng ngàn tập lệnh hoàn toàn phụ thuộc vào hành vi này trong mỗi lần cài đặt Linux.

Nó hoạt động như bạn muốn trên mỗi thiết kế, và nếu thậm chí có khả năng xảy ra tình trạng đua nhỏ nhất, nó có thể đã được sửa chữa từ nhiều thập kỷ trước.