【揭秘固态硬盘】C语言编程轻松掌控存储奥秘

基本知识

存储单位范例

固态硬盘（SSD）是基于闪存的数据存储设备。每个比特都存储在存储单位中，而存储单位分为三类：每个单位1比特（单层单位，SLC），每个单位2比特（多层单位，MLC），每个单位3比特（三层单位，TLC）。SLC单位存在较长的寿命跟较高的机能，但本钱较高；而TLC单位本钱低，但机能跟寿命较低。

寿命限制

每个单位都有P/E（写/擦）轮回的最大年夜限制，在此之后存储单位被认为是破坏的。这表示NAND闪存曾经消耗殆尽，并有一个寿命限制。对SSD来说，懂得其P/E轮回限制对编程至关重要，因为它影响到数据的写入战略。

基准测试

基准测试很难。测试者是人，因此并不是全部的基准测试都毫无漏洞。在读出产商或许第三方的基准测试成果的时间请警惕，并在信赖这些数据之前利用多个来源的数据。在有可能的时间，利用你的体系特定的任务负载在你打算利用的SSD型号上，运转本人的外部基准测试。最后，着眼于与你的体系最相干的机能指标。

页跟块

NAND闪存页跟块

闪存单位构造成为阵列，称为块，而块构造成为面。块中可能停止读写操纵的最小单位是页。页不克不及独破擦除，只能整块擦除。NAND闪存页的大小并不分歧，大年夜少数硬盘的页大小是2KB、4KB、8 KB 或16 KB。大年夜少数SSD每个块有128或256个页。

读是页对齐的

一次读取少于一页是弗成能的。固然，这并不是说SSD不克不及读取小于一个页的数据，而是说在读取时，它平日会读取一个完全的页，然后再前去恳求的数据。

C言语编程技能

文件打开方法的抉择

当利用fopen()函数来创建或打开文件时，应指定合适的形式参数。对寻求高效力的数据写入操纵而言，wb是一个不错的抉择，因为它容许以二进制情势读取跟追加数据到现有文件中而不必先清空它。

FILE *fp;
if ((fp = fopen("test.bin", "wb")) == NULL) {
    perror("File opening failed");
    return (-1);
}

缓冲区大小设置

恰当增大年夜缓冲区尺寸有助于增加磁盘I/O次数从而进步效力。可能经由过程设定较大年夜的外部缓存或许利用POSIX标准下的setvbuf()接口自定义外部缓冲战略来达成此目标。

char buffer[BUFFERSIZE];
setvbuf(fp, buffer, IOFBF, BUFFERSIZE);

数据传输单位调剂

尽管按照SSD闪存页（Page）大小（平日是4KB~16KB之间变更）整数倍来停止持续性的批量写入举措，如许可能有效降落擦除周期（Erase Cycle），进而晋升团体吞吐量表示。

char buffer[4096]; // 假设SSD的页大小为4KB
size_t bytes_written;
while ((bytes_written = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), fp)) > 0) {
    fwrite(buffer, 1, bytes_written, stdout);
}

非梗阻式I/O模型利用

采取异步告诉机制（如Linux情况里的epoll()）或是多线程技巧处理并发恳求，可让利用顺序不必等待以后义务实现绩能持续履行其他任务项，终极加快团体机能。

// 示例：利用epoll实现非梗阻I/O
int epoll_fd = epoll_create1(0);
struct epoll_event event;
event.events = EPOLLIN | EPOLLOUT;
event.data.fd = fd;
epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);

经由过程以上编程技能，你可能在C言语中轻松地掌控固态硬盘的存储奥秘，实现高效的文件读写操纵。