leveldb NVM改造

日志同步写场景

同步写：即每次write之后调用fsync函数将写入的数据落盘，而不是将数据驻留在操作系统的内核缓存中。如果不执行同步写，显然日志数据只能抵抗进程级别的崩溃，操作系统崩溃（例如断电），那就存在丢失数据的可能性；然而执行同步写，会极大的损失性能，但可以抵抗系统级故障

在LevelDB中，可以通过写入时的WriteOptions.sync参数来控制本次写是同步的还是异步的。

同步写：是据持久性和性能权衡

Non-volatile Memory简介

NVM（Non-volatile Memory），非易失性内存，是一种新型的高速非易失性存储设备，具有百纳秒级的读写延迟和远高于SSD的读写吞吐能力，并且具有字节可寻址的特性，CPU能直接访问到NVM上的数据，不需要经过内存。

Nvm 适配

本文采用Intel AEP设备，基于3D XPoint技术的NVM产品。
PMDK 的全称是 Persistent Memory Development Kit，它包含了 Intel 开发的一系列旨在 方便非易失性内存的应用开发的函数库和工具。

libpmem 适配

pmem_map_file 函数

• 作用：

  文件映射到虚拟地址空间

• 函数原型：

  void *pmem_map_file(const char *path, size_t size, int flags, mode_t mode, size_t *mapped_len);
  

• 参数说明：

  path: 要映射的文件路径。
  size: 要映射的文件大小，如果是 0，则映射整个文件。
  flags: 映射标志，如 PMEM_FILE_CREATE 创建新的文件，PMEM_FILE_EXCL 确保文件不存在。
  mode: 创建新文件时的权限模式。
  mapped_len: 返回映射区域的大小。

pmem_unmap 函数

• 作用：

  结束映射

• 函数原型：

  int pmem_unmap(void *addr, size_t len);
  

• 参数说明：

  addr：指向要取消映射的持久内存区域的指针。
  len：要取消映射的内存长度。

pmem_memcpy_persist 函数

• 作用：

  将源内存区域的数据复制到目标内存区域，并确保写入持久内存。

• 函数原型：

	void pmem_memcpy_persist(char *dst, char* src, size_t size);

• 参数说明：

实现

如下图所示：NVWritableFile类定义了startAddr_和currAddr_两个变量，分别指向mmap区域的开头以及当前写入的位置，实现Append函数。又因为CPU可以直接对AEP进行访问，不需要经过DRAM，因此数据的改动会直接落盘，不再需要内置的缓冲区。