29、网络文件系统（NFS）的锁管理与性能分析

网络文件系统（NFS）的锁管理与性能分析

1. Linux内核锁仲裁方法与NFS版本

在Linux系统中，除了常见的锁仲裁方法外，至少还有三种额外的内核锁仲裁方法：全文件租约、共享模式（类似于Windows共享模式）以及强制锁。如果应用程序依赖这些方法进行锁仲裁，那么必须使用NFS版本4。

2. 网络锁管理器（NLM）概述

NFS最初旨在管理对单个数据存储设备的分布式访问，并通过添加独立程序来提供协作式锁仲裁方法。由于文件系统及其锁机制是分开实现的，NFS开发者认为他们提供了一种通用的网络锁仲裁方式，可与任何网络文件系统配合使用。不过，网络锁管理器（NLM）主要被NFSv3服务器和客户端广泛用作锁仲裁方法。NFSv4协议虽不使用单独的守护进程或协议进行锁管理，但很多概念是相同的，下面将通过介绍NFSv3的NLM来了解NFS的锁机制。

NLM由两个守护进程statd和lockd组成，它们需要在NFS服务器和所有客户端上持续运行，以确保各方对锁定状态和锁的所有者达成一致。statd守护进程会记录当前持有或授予锁的主机列表，而客户端的lockd守护进程负责通过网络向服务器的lockd守护进程发送锁请求。

3. statd守护进程详解

在集群环境中，statd（也称为rpc.statd）会在每个集群节点上运行，以应对节点在持有NFS服务器上的锁时崩溃的情况。当节点崩溃后重启，rpc.statd程序会通知NFS服务器该节点已恢复正常运行。这是因为当节点上的进程首次尝试锁定NFS服务器上的文件时，NFS客户端的statd会将每个NFS服务器的名称写入本地磁盘。NFS服务器收到通知后，会认为该节点上持有锁的所有进程已停止运行，