Buffered I/O:传统的基于 page cache 的文件读写。 mmap:可以让应用像访问内存一样访问文件。 Direct I/O 和 AIO:绕过 page cache 的 I/O 方式,同时支持异步文件 I/O。 io_uring:Linux 5.1 才引进的全新异步 I/O 方式。 本文是 Linux 文件 I/O 进化史系列的第一篇(后面的还没写,太久没发文章,先...
Buffered I/O:传统的基于 page cache 的文件读写。 mmap:可以让应用像访问内存一样访问文件。 Direct I/O 和 AIO:绕过 page cache 的 I/O 方式,同时支持异步文件 I/O。 io_uring:Linux 5.1 才引进的全新异步 I/O 方式。 本文是Linux 文件 I/O 进化史系列的第一篇(后面的还没写,太久没发文章,先发...
总结下,Buffered IO的特点是使用了内存缓存,如: 读操作:硬盘->内核页缓存->用户缓冲区 写操作:用户缓冲区->内核页缓存->硬盘 对Buffered IO,数据在传输过程中需要在应用程序地址空间和页缓存之间进行多次数据拷贝操作,这些数据拷贝操作所带来的 CPU 以及内存开销是非常大的。 对于某些特殊的应用程序(如数据库)来...
这样做的原因是:磁盘IO是一件非常费时的事,通过缓冲来提高系统性能。同样如果调用read,内核会一次读入多块内存数据至内核缓冲区,下次再调用read时,先检查内核缓冲区有没有需要的数据,如果没有再进行磁盘IO。 buffered IO:在用户空间还有一个缓冲区,以fwrite为例,如果内核缓冲区是100,用户空间缓冲区是50,每次fwrite...
直接IO方式确实能够减少CPU的使用率以及内存带宽的占用,但是有时候也会造成性能的影响。 在介绍直接 I/O 之前,先来介绍下直接I/O这种机制产生的原因。毕竟已经有了缓存I/O(Buffered I/O),那肯定能够像到缓存I/O有缺陷吧,就按照这个思路来。 什么是缓存 I/O (Buffered I/O) ...
Write Back:Buffered IO时,仅仅写入PageCache便返回,不等数据落盘。 Write Through:Buffered IO时,不仅仅写入PageCache,而且同步等待数据落盘。 IO体系 我们先看一张总的Linux内核存储栈图片: Linux IO存储栈主要有以下7层: VFS层 我们通常使用open、read、write等函数来编写Linux下的IO程序。接下来我们看看这些函数...
Write Through:Buffered IO时,不仅仅写入PageCache,而且同步等待数据落盘。 IO体系 我们先看一张总的Linux内核存储栈图片: image Linux IO存储栈主要有以下7层: image VFS层 我们通常使用open、read、write等函数来编写Linux下的IO程序。接下来我们看看这些函数的IO栈是怎样的。在此之前我们先简单分析一下VFS层的4...
什么是缓存 I/O (Buffered I/O) 缓存I/O 又被称作标准 I/O,大多数文件系统的默认 I/O 操作都是缓存 I/O。在 Linux 的缓存 I/O 机制中,操作系统会将 I/O 的数据缓存在文件系统的页缓存( page cache )中,也就是说,数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中,然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应...
除了传统的 Buffered IO 可以比较自由的用偏移+长度的方式读写文件之外,mmap和 Direct IO 均有数据按页对齐的要求,Direct IO 还限制读写必须是底层存储设备块大小的整数倍(甚至 Linux 2.4 还要求是文件系统逻辑块的整数倍)。 所以接口越来越底层,换来表面上的效率提升的背后,需要在应用程序这一层做更多的事情。
Linux下Buffered IO默认使用的是Write back机制,即文件操作的写只写到Page Cache就返回,之后Page Cache到磁盘的更新操作是异步进行的。Page Cache中被修改的内存页称之为脏页(Dirty Page),脏页在特定的时候被一个叫做pdflush(Page Dirty Flush)的内核线程写入磁盘,写入的时机和条件如下: ...