随机读写与顺序读写怎么去理解

Posted 2021-01-18

关于磁盘的读写性能曾经一直是我头疼的地方，涉及研发或者测试时不清楚过程导致结果不尽人意。一起认识下关于磁盘的读写原理和顺序读写，随机读写。

首先磁盘是如何存储数据的？

信息存储在硬盘里，把它拆开也看不见里面有任何东西，只有些盘片。假设，你用显微镜把盘片放大，会看见盘片表面凹凸不平，凸起的地方被磁化，凹的地方是没有被磁化；凸起的地方代表数字1（磁化为1），凹的地方代表数字0。因此硬盘可以以二进制来存储表示文字、图片等信息。

机械盘和固态盘的区别：

机械盘：数据是存储的扇区的，读写是依靠磁头的摆动寻址的。顺序读写主要时间花费在了传输时间，随机读写需要多次寻道和旋转延迟。

固态盘：是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成，存储单元负责存储数据，控制单元负责读取、写入数据。

由于固态硬盘没有普通硬盘的机械结构，也不存在机械硬盘的寻道问题。

（硬盘、U盘、光盘、SD卡等存储设备的数据发生了丢失，使用迷你兔数据恢复软件（minitool）进行恢复找回。）

顺序读写和随机读写对比：

随机读写是相对顺序读写而言的，所谓随机读写，是指可以在任何时候将存取文件的指针指向文件内容的任何位置。一般情况下SAS机械硬盘主要是看顺序读写性能，SSD固态盘主要看随机读写性能。

文件的操作方式：

顺序读写：文件指针只能从头移动到尾。

随机读写：文件指针可以随意移动，根据需要。

随机示例：

假设存在一个文件尺寸为1024个字节的文件，如果按照顺序存取原则的话，我们只能采用类似于FileStream.read()或者FileReader.readLine()的方式来一段一段，或者一行一行地读取。

RandomAccessFile类的核心价值在于RandomAccessFile.seek()方法，通过这个方法，可以任意地指定当前存取文件的指针位置。

随时调用RandomAccessFile类的getFilePionter()方法，获取文件指针当前距离文件起始位置的偏移量。

小结：在日常项目开发中在设计存储时，一定要考虑顺序和随机，优化其性能达到最高。例如，当前大多数数据库使用的都是传统的机械磁盘，因此,整个系统设计要尽可能顺序I/O，避免昂贵的寻道时间和旋转延迟的开销.

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