Linux 文件IO的流程到底如何工作的

摘抄：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cache/index.html

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概述

上图的整个流程可以分为从磁盘读取文件，以及从进程写入文件到磁盘。

从磁盘读取文件的流程如下（粗略的流程）：

• 1.文件系统从disk上读取内容到FS Cache(文件系统缓冲)的bufferCache中
• 2.通过VFS（虚拟文件系统）从FS Cache的Page cache中获取数据---FS Cache 把Buffer Cache组装成PageCache（即一个PageCache包含多个bufferCache）。
• 3.当PageCache的内容进入到物理内存Page，进程通过调用操作系统函数Read即可以获取Page数据。

从进程写数据到文件流程如下（粗略的流程）：

• 1.进程开始写数据的时候通过页表拿到可写的Page开始写数据
• 2.通过VFS将数据写入到PageCache。
• 3.调用文件系统的函数将PageCache数据写入到Disk

VFS和FS之间的关系

• 由于linux会操作不同的文件存储介质，不同的介质需要不同的文件系统，而VFS可以堪称是FS的上层抽象（接口）

磁盘到用户进程之间细致的流程

磁盘的簇（硬件缓存）-->文件系统的块（通过队列去执行块的IO）-->文件系统的pageCache（块内容变为bufferCache，BufferCache组装成PageCache）-->到物理Page-->进程一次性读取一个或多个Page内容。

MMAP

• 1.可以看到内存管理系统有VMM（虚拟内存管理系统）可以通过mmap直接操作page cache，而不需要经过Page

LInuxIO的五种模型

• 1.BIO
• 2.NIO
• 3.signal IO
• 4.IO 多路复用
• 5.AIO

个人认为其实只有4中IO模型，因为多路复用不属于新的IO，只是一种IO的管理方式，IO的五种模型分类主要是从read角度来区分的，而对于文件IO 从read角度可以看为是NIO（当然如果出现磁盘抖动也会出现阻塞），从write角度可以分为Buffer IO和DIO，前者是主要依赖于page cache，后者绕过pageCache 直接写块。IO的分类只是角度不同，就像人可以分为男人和女人，也可以分为好人和坏人