快照原理简介（全拷贝快照、cow、row）

快照是记录系统某个时间点的状态，可以帮助用户回到快照记录的时刻，例如恢复故障等等，可见快照功能非常重要。
常见快照的有两类：全拷贝快照、差分快照（cow、row）

全拷贝快照

全拷贝快照可以参考raid1 理解，创建的时候会生成一个源卷的镜像卷，在读操作的时候没有什么影响，在写操作的时候会有两次写入，分别写入源卷与镜像卷。

未命名文件.jpg

拍摄快照时，镜像卷会断开读写操作，这样就会完整记录此时的磁盘状态，这个方法是最完整的，创建快照可瞬间完成，但是磁盘占用很大，源卷有多大，镜像卷就需要多大。

全拷贝快照

差分快照

这里需要了解inode与block的关系，可以看下我之前的简介：https://www.jianshu.com/p/6d31d31f937a

cow

这个方式会创建源卷与快照卷，源卷保存原始数据，创建快照是会保存原始数据所在的源数据块的物理位置元数据，即快照卷会保存原始数据的inode信息。
cow（Copy On Write）写时复制，顾名思义，就是在写入操作的时候进行复制源数据到新的block保存

1. 写入操作的时候快照软件会监控原始数据是否发生变化
2. 如果需要修改inode1原始数据block1 ， 会先复制block1的数据到inode2的block2
3. 快照软件修改快照卷中原始数据的inode1修改为inode2
4. 将需要写入的数据写入到block1。

由此可见写操作时会有多次的读写操作，就会出现耗时相比较长的情况。单纯读操作没啥影响。
这张图片很直观，来源：http://www.haxi.cc/archives/%E5%BF%AB%E7%85%A7%E5%8E%9F%E7%90%86.html

来源www.haxi.cc

cow流程简图

row

row(Redirect-On-Write)，写时重定向。row与cow很相似，不同在于创建快照之后，首次写操作会重定向到新卷中。创建快照之前的所有原始数据都会保存在源卷，创建之时源卷是只读状态。当文件变更的时候，新变更的数据写入快照卷的block，文件inode也会修改为新的block，相对于cow这样做的好处就是不用执行多次写操作。
这种方式还可以创建快照链，这种快照链类似增量备份，新快照只会记录变化的部分，例如VMware的快照，每次新建快照会生成一个新的快照文件，这个文件是在上一个快照的增量部分，了解mysql的朋友就知道mysql增量备份就是类似的原理。当我们要恢复一个数据的时候，这个数据会先从最原始的快照（源卷）开始合并，知道合并到需要恢复的这个快照数据。

来源http://www.haxi.cc/

row原理简图

row流程简图

快照的应用场景

全拷贝快照
因为全拷贝消耗很大，目前没有使用过，可能在特殊场景才能用到

cow
某些数据库软件就是使用的 CoW 机制，还有一些较为重要的文件

row
虚拟软件（例如刚才说的VMware）的快照，虚拟化平台所使用的快照技术一般是基于 row 来实现的