Как происходит запись в середину файла?

#javascript #java #cpp #python #xml

Верно ли, что нельзя дописать что-то не в конец файла, не перезаписав файл?
Как поступают, например, стандартные парсилки/редакторы XML (в любом языке программирования)
если я вставляю значение поля в середине файла? Перезаписывают весь файл или только
то, что после редактируемого места?
    

Ответы

Ответ 1

И верно и неверно. В общем случае верно. Файл с точки зрения приложения представляет
собой непрерывный кусок дисковой памяти. Запись в середину неминуемо приводит к затиранию
существующих данных. Обычно программы либо перезаписывают файл целиком, либо начиная
с точки изменения и до конца.

Однако, существует путь вставки данных в середину файла без перезаписи. Как известно,
данные на диске хранятся в виде блоков и файл представляет собой совокупность блоков,
причём где-то может храниться карта блоков для файла, либо же каждый блок содержит
ссылку на последующий. Можно создать новый блок, записать в него данные и поменять
карту, вставив ссылку на блок. Но у такого подхода есть и недостаток. Либо мы должны
вставлять данные блоками определённого размера, либо использовать только часть блока
и мириться с потерей части дисковой ёмкости.


Ответ 2

Почти любые стандартные и нестандартные средства работают не напрямую с диском или
файловой системой тома, а обращаются с запросами на действие к файловому реквестору.
Тот соответственно транслирует файловые операции в дисковые (и обратно), инициируя
чтение или запись физических секторов.

Если файл полностью считывается в память процесса и потом полностью записывается
обратно, то дисковая подсистема тупо выполнит всё запрошенное, и запишет старую информацию
поверх новой, несмотря на то, что в ней ни бита не поменялось (это я про "голову файла"
до точки внесения изменений) - так дешевле, чем сравнивать то, что было, с тем, что стало.

Но если процесс считывает некоторое "окно", в которое вносятся изменения, и затем
это новое состояние сбрасывается на диск, то перезаписыванию подвергнутся только секторы,
которые относятся в этому окну. И именно приложение, чтобы не поломать файл, вынуждено
будет организовывать чтение следующих "окон", смещение в них информации и запись их
нового состояния - и так до конца файла. Процесс, как понимаете, дорогой, а память
нынче дёшева - потому подавляющее большинство приложений не занимаются подобным "крохоборством"
и для изменения читают, а после изменения пишут, весь файл целиком. 

А чтобы при этом не нарваться на проблемы, предпочтительным является не перезапись
поверх, а запись нового файла с переименованием и/или удалением старого. Поиск свободного
пространства под файл, по возможности непрерывного - тоже недорогая операция, так что
новый файл скорее всего окажется физически совсем не в том месте, где лежал файл до
корректировки. А заодно такая методика является и пассивным методом борьбы с фрагментацией.


Ответ 3

Стандартные парсилки/редакторы XML считывают файл полностью в оперативную память,
а потом также полностью записывают его на диск. Для компьютера это гораздо проще и
быстрее. Если работать напрямую с жестким диском, то это будет ОЧЕНЬ медленно.


Ответ 4

Да, верно.

Зависит от реализации. Вполне допускаю, что файл полностью считывается в память,
обрабатывается и полностью сбрасывается на диск.