存储快照技术 COW（Copy-On-Write）和 ROW（Redirect-On-Write）

以下是针对存储快照技术 COW（Copy-On-Write）和 ROW（Redirect-On-Write）的通俗图解说明：

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​​一、什么是存储快照？​​

存储快照是某一时刻数据的“照片”，记录数据的瞬时状态。它通过指针和元数据管理数据块，而非完整复制所有数据，因此创建速度极快。

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​​二、COW（写时复制）​​

​​工作原理​​

1. ​​初始状态​​

   • 原始数据块（A/B/C）存储在硬盘中。
   • 快照创建时，系统生成一个快照表（空表）。

   [原始数据]      [快照表]
   A → 数据A      | 空
   B → 数据B      | 空
   C → 数据C      | 空
   

2. ​​修改数据时​​

   • 当修改数据块 ​​B​​ → ​​B'​​：
     1. ​​复制原始数据​​：将原始B复制到快照表。
     2. ​​修改原始数据​​：直接在原位置写入B'。

   [原始数据]      [快照表]
   A → 数据A      | B → 数据B（原版）
   B → 数据B'     |
   C → 数据C      |
   

3. ​​读取快照​​

   • 快照会优先从快照表中读取被修改过的旧数据（如B），未修改的数据（A/C）仍从原位置读取。

​​特点​​

• ​​优点​​：快照读取性能高（直接读原数据或快照表）。

• ​​缺点​​：频繁写入时性能下降（每次修改都要复制旧数据）。

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​​三、ROW（写时重定向）​​

​​工作原理​​

1. ​​初始状态​​

   • 原始数据块（A/B/C）存储在硬盘中。
   • 快照创建时，系统生成一个快照指针表（指向原数据）。

   [原始数据]      [快照指针表]
   A → 数据A      | A → 数据A
   B → 数据B      | B → 数据B
   C → 数据C      | C → 数据C
   

2. ​​修改数据时​​

   • 当修改数据块 ​​B​​ → ​​B'​​：
     1. ​​写入新位置​​：将B'写入到新位置（如D）。
     2. ​​更新指针​​：原始数据B保持不变，新数据B'指向新位置。

   [原始数据]      [新数据]      [快照指针表]
   A → 数据A      D → 数据B'    | A → 数据A
   B → 数据B                     | B → 数据B
   C → 数据C                     | C → 数据C
   

3. ​​读取快照​​

   • 快照始终通过指针表读取原始数据（B），而新数据（B'）由当前系统直接访问。

​​特点​​

• ​​优点​​：写入性能高（无需复制旧数据）。

• ​​缺点​​：快照读取可能变慢（需跳转多个指针）。

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​​四、对比总结​​

​​特性​​	​​COW​​	​​ROW​​
​​写入性能​​	修改时需复制旧数据，性能较低	直接写入新位置，性能高
​​读取性能​​	快照读取快（直接访问）	快照读取可能慢（指针跳转）
​​适用场景​​	频繁读取快照（如数据库恢复）	频繁写入（如虚拟机磁盘操作）

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​​五、生活化比喻​​

• ​​COW​​：像在图书馆修改一本书，修改前必须复印旧版本存档，新版本在原位置覆盖。

• ​​ROW​​：像在图书馆新增一本书的修订版，旧书保留在原书架，新书放到新位置并更新索引。

通过这种方式，小白也能轻松理解两种技术的核心差异！