17 磁盘缓存模式 #

在较早的 QEMU 版本中，不指定缓存模式意味着使用 writethrough 作为默认模式。在 SUSE Linux Enterprise Server 随附的新版本中，已将各种 Guest 储存接口固定下来，可以更正确地处理 writeback 或 writethrough 语义。这样就可以将默认缓存模式切换到 writeback。ide、scsi 和 virtio 的 Guest 驱动程序必须各尽所能地禁用写回缓存，以使所用的缓存模式还原为 writethrough。不过，典型的 Guest 储存驱动程序会将默认缓存模式保留为 writeback。

此模式会导致超级管理程序使用 O_DSYNC 语义来与磁盘映像文件或块设备交互。仅当已将数据提交到储存设备后，才将写入操作报告为已完成。以称为直写的缓存模式来使用主机页缓存。Guest 的虚拟储存适配器将获悉不存在写回缓存，因此 Guest 无需发送刷新命令来管理数据完整性。储存设备会像存在直写缓存一样工作。

此模式会导致超级管理程序既不使用 O_DSYNC，也不使用 O_DIRECT 语义来与磁盘映像文件或块设备交互。将使用主机页缓存，在将写入内容放入主机页缓存后，即会向 Guest 报告写入操作已完成。常规页缓存管理仍会处理向储存设备提交内容的操作。此外，会向 Guest 的虚拟储存适配器告知写回缓存，因此 Guest 预期会按需发送刷新命令来管理数据完整性。类似于具有 RAM 缓存的 raid 控制器。

此模式会导致超级管理程序使用 O_DIRECT 语义来与磁盘映像文件或块设备交互。将绕过主机页缓存，I/O 直接在超级管理程序用户空间缓冲区与储存设备之间发生。由于仅当已将写入内容放入其写入队列后，实际储存设备才能将写入操作报告为已完成，因此 Guest 的虚拟储存适配器将获悉存在写回缓存这一情况。Guest 预期会按需发送刷新命令来管理数据完整性。以性能为导向，相当于直接访问主机的磁盘。

此模式与前面所述的 writeback 模式类似。此“unsafe”模式的主要特定是，将忽略来自 Guest 的所有刷新命令。使用此模式意味着用户同意性能优先，可以接受主机发生故障时数据可能丢失的风险。在安装 Guest 等情形下很有用，但对于生产工作负载并不适合。

此模式会导致超级管理程序使用 O_DSYNC 和 O_DIRECT 语义来与磁盘映像文件或块设备交互。这意味着，仅当已将数据提交到储存设备，同时还需要绕过主机页缓存时，才将写入操作报告为已完成。与 writethrough（直写） 一样，此模式对于不按需发送刷新命令的 Guest 很有用。它是新增的最后一种缓存模式，补全了缓存和直接访问语法的可能组合。

这些是最安全的模式。如果 Guest 操作系统是“新式版本且行为正常”（即，可按需使用刷新命令），则认为这三种模式是同等安全的。如果您怀疑 Guest 的安全性，请使用 writethough 或 directsync。请注意，某些文件系统与 none 或 directsync 不兼容，因为它们不支持这些缓存模式所依赖的 O_DIRECT。

此模式告知 Guest 存在写入缓存，并依赖于 Guest 按需发送刷新命令来维持其磁盘映像中的数据完整性。这是新式文件系统中充分纳入考虑的一种常见储存设计。此模式会使 Guest 在主机发生故障时（不太可能发生）面临数据丢失的风险，因为将写入操作报告为已完成与将写入内容提交到储存设备之间存在时间差。

此模式与 writeback 缓存类似，只不过存在以下差别：将忽略 Guest 刷新命令，因而消除了这些刷新命令的数据完整性控制作用，导致因主机故障而造成的数据丢失风险增大。应该将“unsafe”（不安全）这一名称视为一种警告，与其他模式相比，使用此模式在主机发生故障时丢失数据的概率要高得多。Guest 终止时，缓存的数据会随即刷新。