对于磁盘,为什么顺序写比随机写快?

jasonyang9

2019-01-23 09:06:58 +08:00

大概是寻道开销，错过目标扇区（块）的旋转开销

yidinghe

2019-01-23 09:09:08 +08:00

因为随机读写需要磁头重定位（寻道）啊，看看磁盘构造就知道。

sagaxu

2019-01-23 09:10:32 +08:00

ssd 也是顺序写快，RAM 也是顺序写快

CallMeReznov

2019-01-23 09:11:51 +08:00

楼主你手里有 3 页纸
你看看你是一行一行按照顺序写快还是 3 张一个字换一页速度快？
你脑子指挥手臂运动抬手落笔的这段时间就是寻道时间

liuxey

2019-01-23 09:16:01 +08:00

磁盘是机械结构，速度再快也无法突破物理限制，在随机读写方面是指数级的下降

ssd 随机也不如顺序，但也没有磁盘那么明显

tony1016

2019-01-23 09:21:28 +08:00

这问题问的……

refugeezhao2018

2019-01-23 09:49:55 +08:00

这位是不懂技术的那位亲戚吧，怎么介绍来 v 站了

nekoneko

2019-01-23 10:04:54 +08:00

吃面条是一根一根吃得快还是随机抓一根咬一口吃得快？

zacharyjia

2019-01-23 10:08:52 +08:00

除了上面各位说到的寻道开销之外，应该还有预读取缓存的影响。一般硬盘读取都是指定位置之后，一下子读取这附近挺大的一块数据放到缓存里的，如果是顺序读取的话，可能第二次就直接命中缓存从缓存里拿了，速度快得多。随机的话每次都要重新寻道查找。

ThomasZ

2019-01-23 10:30:55 +08:00

要求你把手中的颜色快放在相同颜色的区域，给你连续的同一颜色放，比给你随机的颜色要快一样，机械硬盘要寻找写入数据的对应区块，随机写入，那它每次就要做寻道操作，连续写入就不用每次都做这个操作

wysnylc

2019-01-23 10:30:58 +08:00

顺序肯定比随机快啊这不是常识?

Kagari

2019-01-23 10:35:15 +08:00

看来磁带也没有用过

tianyou666shen

2019-01-23 11:11:21 +08:00

实践
- 随机读写 Vs 顺序读写
- 运用顺序读写提高运行速度
深入理解
- 磁盘是如何存储书数据
- 磁盘是如何读取数据的
- 读数据的优化方案-缓存
- 随机读取发生了什么
- 顺序读取发生了什么
- 顺序读取比随机读取快在哪里
验证原理
- 实验方案是否花费时间在寻址阶段
- 实验方案是否使用了缓存

看到这个问题,感觉国外一些比较好的技术书会用这种循序渐进的方式帮助你理解这个问题但是我目前也没看过也懒得补充了你先看个目录查查资料说不定自己就研究懂了呢 (要是写了博客发上来我学习一下)

scusjs

2019-01-23 11:15:07 +08:00

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自己去搜一下 /翻翻书 ✘
来 V2EX 发个问题 √

jasonyang9

2019-01-23 11:40:53 +08:00

如果写入缓冲足够大，这个差异会减小

ghiei9101

2019-01-23 11:46:54 +08:00

机械这个问题很明显主要是寻址耗时

quinoa42

2019-01-23 11:51:39 +08:00

最大的影响在于多层的缓存，包括通常意义上的 cache 和 PAGE
硬盘读取速度和内存差了几个 0，更不要说 cache 了

111qqz

2019-01-23 12:00:58 +08:00

找本 OS 书看看吧，文件系统部分

wplct

2019-01-23 12:59:43 +08:00

作者：Qilan Yuan
链接： https://www.zhihu.com/question/26028619/answer/32932317
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

这个问题要分情况讨论：在机械硬盘上写还是在固态硬盘上写。尽管结论都是顺序写比随机写快，但是原因却是不一样的。首先说机械硬盘，我先介绍一下它的存储原理。机械硬盘的结构你可以想象成一个唱片机，它有一个旋转的盘片和一个能沿半径方向移动的磁头。处理读取和写入请求时，首先可以根据请求的开始地址算出要处理的数据在磁盘上的位置，之后要进行以下几步工作：1、磁头沿半径方向移动，直至移动到数据所在的柱面（相同半径的磁道组成的环面） 2、盘片高速旋转，使磁头到达数据的起始位置 3、磁头沿磁道从磁盘读取或写入数据当一次读取的数据量很少的时候，1、2 步骤带来的开销是无法忽略的，这使得随机写相对于顺序写会有巨大的性能劣势。因为在顺序写的时候，1、2 步骤只需要执行一次，剩下的全是数据传输所需要的固有开销；而每次随机写的时候，前两个步骤都需要执行，带来了极大的额外开销。其次说固态硬盘。理论上来说，它不应该存在明显的随机写与顺序写的速度差异，因为它就是一块支持随机寻址的存储芯片，没有寻道和旋转盘片的开销，但是随机写实际上还是比顺序写要慢。这是由于其存储介质闪存的一些特性导致的，简单来说：1、闪存不支持 in-place update：你更新一个数据，不可以直接在原有数据上改，而要写到新的空白的地方，并把原有数据标记为失效。2、标记失效的数据不是浪费空间么？可以将其清除。但是闪存上清除操作的最小单位是一个大块，大约 128K-256K 的大小。一次清除会影响到还未标记失效的有用的数据，要先把它们移走。这种感觉就如同你在网格纸上写一篇文章，一格一格往下写，只能写在空白的格子里；但是你若要清除之前写的内容，只能整行擦除。非常难受而且浪费空间对吧？所以固态硬盘里实现了垃圾回收算法，用来更好地利用存储空间，同时减少数据迁移，保护闪存寿命。那么随机写显然比顺序写带来更大的碎片化，从而带来更多的垃圾回收开销、数据迁移开销，自然就比顺序写要慢了。

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zhouyut001

2019-01-23 13:05:18 +08:00

机械硬盘随机得寻道，固态随机和顺序差距没有机械那么大