.net 不提供原生 i/o barrier api;windows 下需用 fileoptions.writethrough + flush(true) 调用 flushfilebuffers 实现近似屏障,unix 下则依赖 .net 7+ 的 ensureflushtodisk(fdatasync)。

Windows 上 C# 没有原生 I/O Barrier API
直接说结论:.NET 运行时(包括 .NET 5+ 和 .NET Framework)不提供对硬件级 I/O barrier(如 x86 的 sfence、Linux 的 fsync 或 ioctl(BLKFLSBUF))的直接封装。所谓 “C# 的 I/O Barrier” 是个常见误解,实际能用的只有操作系统提供的同步语义,而 .NET 仅暴露了其中有限、间接的控制能力。
根本原因在于:I/O barrier 属于内核/驱动/存储栈层级的指令或系统调用,.NET 的 FileStream 等类型运行在用户态,它依赖 Windows 的 CreateFile + WriteFile 行为,而 Windows 默认不保证 write-through 或 barrier 语义——除非你显式配置句柄标志。
- Windows 默认以 write-back 缓存模式打开文件,数据先落页缓存(system cache),再由 Lazy Writer 异步刷盘,
WriteFile返回 ≠ 数据落盘 -
FlushFileBuffers是最接近 “barrier” 的等价操作,但它不是 CPU 指令,而是强制内核将缓存写入物理设备的系统调用 - .NET 中没有
IOBarrier类、方法或枚举;别在文档里找它——它不存在
FileStream.Flush() 不等于落盘,Flush(true) 才可能触发 FlushFileBuffers
FileStream.Flush() 只清空托管缓冲区(managed buffer),不碰操作系统缓存;真正影响持久性的,是构造 FileStream 时是否启用了 FileOptions.WriteThrough,以及后续是否调用 Flush(true)(即 FlushAsync(true) 的同步版本)。
关键细节:
-
new FileStream(path, FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None, 4096, FileOptions.WriteThrough):让 Windows 绕过系统缓存,直写设备(但性能差,且某些 SSD/NVMe 驱动仍可能重排) -
stream.Flush(true):内部调用FlushFileBuffers,强制刷新内核缓存 —— 这才是你真正需要的“屏障点” -
stream.Close()或using块结束时,会自动调用Flush(true)(前提是没传leaveOpen: true) - 注意:
Flush(true)在非 Windows 平台(如 Linux/macOS)被忽略,无效果
示例:
using var fs = new FileStream("data.bin", FileMode.Create, FileAccess.Write,
FileShare.None, 4096, FileOptions.WriteThrough | FileOptions.SequentialScan);
fs.Write(data);
fs.Flush(true); // ← 这里才是屏障点:保证 data 已发往设备跨平台持久性必须靠 fsync / fdatasync,.NET 7+ 提供有限支持
Linux/macOS 下,FlushFileBuffers 不存在,对应的是 fsync(2) 或更轻量的 fdatasync(2)。.NET 7 开始在 FileStream 中通过 FileStreamOptions 暴露了 EnsureFlushToDisk(仅限 Unix),但它底层调用 fdatasync,且仅在 FileStream 构造时启用才生效,不能运行时补加。
这意味着:
- 若需严格顺序+持久性(如 WAL 日志),Windows 用
FileOptions.WriteThrough+Flush(true);Unix 用FileStreamOptions.EnsureFlushToDisk = true - 不要混用:在 Windows 启用
EnsureFlushToDisk无效;在 Linux 启用WriteThrough会被忽略 - 即使启用这些选项,也不能 100% 拦住硬件/固件层重排序(例如某些 NVMe 驱动会合并/延迟 flush),真正的强一致性需配合设备自身支持(如 NVMe 的 FUA flag)
容易被忽略的三个硬伤
很多团队以为加了 Flush(true) 就万事大吉,结果在线上遇到数据丢失或乱序,问题往往出在这几个地方:
- 忘记检查返回值:Windows 的
FlushFileBuffers可能失败(如磁盘满、设备断开),但Flush(true)不抛异常,只返回bool;不检查就等于盲等 - 多线程写同一文件时,
Flush(true)只保证“当前流已刷”,不保证“其他线程的写也落盘”——屏障作用范围是单个句柄,不是整个文件 - 使用内存映射文件(
MemoryMappedFile)时,Flush()完全无效;必须调用mmf.FlushAsync()或FlushViewOfFile,且后者需指定地址范围
真正要压住顺序和持久性,得一层层确认:应用层 flush → 内核缓存刷出 → 设备控制器接收 → NAND/磁盘物理写入。中间任何一层绕过或失败,屏障就漏了。










