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如何使用mmap做反复擦除一块page cache写入

之前参加天池比赛时，有用到mmap相关的技术，今天简单聊一聊

先说说page cache的特性

预读（如myslq、卡夫卡、rocketmq都有用到预读）
文件一致性（大部分中间件都会用的，保证出现意外崩溃的时候可以恢复）

本次比赛要求：

评测程序会并发写入特定数据（key 8B、value 4KB）同时进行任意次kill -9来模拟进程意外退出（参赛引擎需要保证进程意外退出时数据持久化不丢失），接着重新打开DB，调用Read、Range接口来进行正确性校验。

1 随机写入：64个线程并发随机写入，每个线程使用Write各写100万次随机数据（key 8B、value 4KB）。

2 随机读取：64个线程并发随机读取，每个线程各使用Read读取100万次随机数据。

3 顺序读取：64个线程并发顺序读取，每个线程使用Range全局顺序迭代DB数据2次

本次就大致讲解下随机写入用到的mmap吧

简单理解题意哈，固定大小的随机key，value数据，思路就是分桶，计算一下key的大小：

总大小：(4k+8byte)64100w=256G

假如分1024个桶，每个桶大约250M，如何随机、高效去分桶，这是第一个难点，下一篇文章讲解一下。

// 能理解的大佬求放过
public int partition(byte[] key) {
    int result = ((0x03 & (key[0] >>> 6))) << 8;
    int subResult = ((0x3F & key[0]) << 2);
    int lastResult = 0x03 & (key[1] >>> 6);
    return result + subResult + lastResult;
  }

我们key除了存本身的数据也要存value的索引，用几个字节来表示100w呢？

很明显：1个字节能标识0～255，2个字节是0到65535；（有符号），4个字节是0到4294967295；（有符号）

那最终key = 8B + 4B , value = 4k

100w的key大约： 12B * 64 * 100w = 768M

因为写入key、value分别写需要加锁

这里key存储用的是mmap，申请的空间是12byte << 16, 刚好能容纳每个分片的大小 767M/1024 = 750k

好处就是

减少一次内存拷贝
1. 保证一致性，因为会进行kill -9

以下就是反复擦除核心逻辑code

// 初始化一个mmap
public MmapLogWriter(File file) throws IOException {
    requireNonNull(file, "file is null");
    this.file = file;
    this.fileChannel = new RandomAccessFile(file, "rw").getChannel();
    //TODO append position should be file size mmap
    mappedByteBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, PAGE_SIZE);
}

// 追加数据-》此缓冲区中剩余的元素数不足，就ummap重新再分配map
private void ensureCapacity(int bytes) throws IOException {
    // 此缓冲区中剩余的元素数不足，就ummap重新再分配map
    if (mappedByteBuffer.remaining() < bytes) {
        fileOffset += mappedByteBuffer.position();
        MMapUtil.unmap(mappedByteBuffer);
        mappedByteBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, fileOffset, PAGE_SIZE);
    }
}

unmap，sun没有自己实现，我简单实现了下，发现有问题，这里引用的lucene

svn.apache.org/repos/asf/l…

好了，以上就是这些内容，后面的内容如果大家感兴趣我会接着在更下。

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如何使用mmap做反复擦除一块page cache做读写

如何使用mmap做反复擦除一块page cache写入