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内存文件系统使用指南（MemoryFileSystem · memory:）

给谁看：要极速吞吐（直址零拷贝、纳秒级元数据）或测试隔离的人。 回答什么：怎么构造、双分配模式怎么选、Dispose 语义、怎么持久化、模拟边界在哪。 四类文件系统的公共契约（IFileSystem/IFileHandle 打开/读写/FileExtra/句柄池）见 io.md ——本篇只讲内存文件系统的差异面。⚠️ 与 memory.md（原生内存与池）是两回事。

0. 一句话定位

内存文件系统 = 生产级极速文件系统——直址零拷贝、纳秒级元数据，引擎端到端 ~0.5 µs/op。 "易失"是机制属性不是概念缺席：持久化 = 运行时导出镜像（RootSpaceImage，四类文件系统全部支持， 见 io.md §5.2）。需要极速吞吐、数据生命周期 = 进程生命周期的场景（缓存、计算中间态、 高频写临时区）首选；单元测试/CI 无需本地盘也是它的主场。

1. 构造

using var mem = TierFs.Open("memory:");                  // 私有卷（测试隔离——推荐）
using var mem2 = TierFs.Open("memory:?label=test-a");    // 命名卷
using var fs = TierFs.New("memory:");                    // New = 建空镜像

// 全局共享盘（⚠️ 路径空间跨实例共享——测试隔离一律用私有卷）
using var g = MemoryFileSystem.Default;
  • fs.Dispose = "拔盘"：销毁卷（数据内存可能复用，必须失效）——已开句柄抛 ObjectDisposedException（与本地/网络的"离开目录"语义相反，最反直觉的一条）。
  • 测试隔离一律 TierFs.Open("memory:") 私有卷；TC_TEST_FS_SPEC 可零重编译切换介质。

2. 双分配模式（选型）

Sparse Reserved
分配 按页占用（页粒度记账） 创建即占（全量预留）
读 物化映射 / 页粒度 直址零拷贝（无锁数据面：epoch 读者 + freeze 屏障，读写双高）
写 per-file RW Gate（读共享写独占）+ 免清零租借（整页覆写零清零税）+ 预分配物理化（PreallocateSize = 物理预留纯 memcpy 热道） 锁外读写
映射 物化副本（Flush/Dispose 才写回） 直址实时可见（Memory<byte> 无法只读化——静默写透，已知平权偏差）
适合 通用、需要映射视图 高并发写密集同文件、极速读写

实测（io-performance §10）：Reserved 锁外读写 6× 扩展；Sparse 2-8 线程读写并存可用。 高并发写密集同文件选 Reserved。

3. 持久化（"Dispose 即丢"？不）

内存文件系统无原地持久化层（介质内没有比进程内存更持久的层）——持久化点 = 运行时导出：

using (var out_ = File.Create("snapshot.tca"))
    RootSpaceImage.Capture(mem, out_);            // 导出存档（静默快照，稀疏/Extra 全保真）
using var disk = TierFs.New("local:///data/x");
RootSpaceImage.Restore(File.OpenRead("snapshot.tca"), disk);   // 还原到任意文件系统

"易失" ≠ "非生产"：内存态运行 + 导出成档 = 与"运行 + fsync"同一概念的两个投影 （详见 io.md §5.2——4 源 × 4 目标 16 格全成立）。

4. 模拟边界（诚实表达）

  • 已支持：目录树、文件时间戳（目录时间不追踪，Stat 诚实 MinValue/null）、DIO 行为保真 （512 模拟几何——测试期抓对齐 bug，防切本地文件系统生产爆炸）、范围锁（进程内区间表）、 卷锁（进程内真锁——自旋互斥，行为保真）。
  • 不模拟：跨进程可见性、ACL、符号链接、大小写不敏感（Ordinal 对齐 Linux）。

5. 陷阱

  1. Sparse 映射写时差：视图写 Flush/Dispose 才写回——实时可见用 Reserved 或 Write 路径。
  2. Default 全局共享：路径空间跨实例共享——测试隔离一律私有卷。
  3. 拔盘后操作：已开句柄抛 ObjectDisposedException；槽复用/强制转移后操作抛 FileIOException(NotFound)（代际防护——清晰异常非静默串数据）。
  4. 扇区对齐：DIO 对齐基 = 512 模拟几何（行为保真，非真实设备）。

6. 想深入？指路

想懂什么 去哪
公共契约（打开/读写/FileExtra/句柄池） io.md
性能（双模式/并发扩展） perf/io-performance.md §10
原生内存与池（AlignedMemoryManager/PinnedBufferPool——注意不是本文件系统） memory.md
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