4.1.2 快照的实现方式
当前实现快照主要有两种技术，一种是第一次写时复制（Copy OnFirst Write，COFW），有时简称为写时复制（CopyOn Write，COW）。即在数据第一次写入到某个存储位置时，首先将原有的内容读取出来，写到另一位置处（为快照保留的存储空间，此文中我们称为快照空间），然后再将数据写入到存储设备中。而下次针对这一位置的写操作将不再执行写时复制操作。这种技术常在计算机相关的技术中经常初使用，其基本原理大同小异，只是面向的对象不同，适用的场合不一样。
从COW 的执行过程我们可以知道，这种实现方式在第一次写入某个存储位置时需要完成一个读操作（读原位置的数据），两个写操作（写原位置与写快照空间），如果写入频繁，那么这种方式将非常消耗IO时间。因此可推断，如果预计某个卷上的I/O多数以读操作为主，写操作较少，这种方式的快照实现技术是一个较理想的选择，因为快照的完成需要较少的时间。除此之外，如果一个应用易出现写入热点，即只针对某个有限范围内的数据进行写操作，那么COW的快照实现方式也是较理想的选择。因为其数据更改都局限在一个范围内，对同一份数据的多次写操作只会出现一次写时复制操作，如图4.1所示。
这种方式的缺点也是非常明显的。如果写操作过于分散且频繁，那么 COW造成的开销则是不可忽略的，有时甚至是无法接受的。因此在应用时，则需要综合评估应用系统的使用场景，以判断这种方式的快照是否适用。
图4.1 COW
快照实现技术中的另一种技术是 I/O 重定向（I/O Redirect）。即将读写操作重新定向到另一个存储空间中。在一个快照生成期间，所有的写操作将被重定向到另一个介质，而读操作是否需要读重定向，则需要根据读取的位置是否有过自上次快照以来的写重定向，必须对有过写重定向的位置进行读重定向，否则不需要进行读定向。当要创建一个快照时，则将自上次快照以来所有的重定向写数据所对应在源介质中的数据复制出来生成这个时间点的快照，然后再将这些重定向写数据写回到源介质中的相应位置上，从而完成一个快照生成过程，如图4.2所示。(https://www.daowen.com)
图4.2 I/O 重定向
性能影响在于快照生成时的四次I/O操作（一次读源介质，一次写快照数据，一次读快照介质，一次写源介质），另一个则是重定向的计算工作。这种方式虽然看起来最后生成快照时的I/O操作较多，但是考虑到这个操作是在生成快照时才会发生，特别是快照生成时可以对I/O操作进行排序，可以使得对介质的读写得到较好的优化，因此影响很小。而对于重定向的计算操作对于当下的计算能力来说，不会成为一个性能的瓶颈问题。因此这种快照实现方式在非快照执行期间的影响甚小。因此这种方式比较适合Write-Intensive（写密集）类型的存储系统，如图4.3所示。
图4.3 快照生成
