本篇文章，我们就一起看下Linux中一个IO请求的生命周期。Linux发展到今天，其内部的IO子系统已经相当复杂。...我们知道IO设备可以分为字符设备和块设备，字符设备以字节流的方式访问数据，比如我们的键盘鼠标。而块设备则是以块为单位访问数据，并且支持随机访问，典型的块设备就是我们常见的机械硬盘和固态硬盘。...do_blockdev_direct_IO -> dio_bio_submit -> submit_bio 通用块层 核心结构 1.bio/request bio是Linux通用块层和底层驱动的...通用块层提供了很多IO调度策略，将多个bio合并生成一个request，以提高IO的效率。...-> req_bio_endio -> bio_endio 总结 以上，我们很粗略地漫游了Linux中一个块设备IO的生命周期，这是一个很复杂的过程
相关阅读： 宋宝华： 文件读写（BIO）波澜壮阔的一生 刘正元: Linux 通用块层之DeadLine IO调度器 所谓请求合并就是将进程内或者进程间产生的在物理地址上连续的多个IO请求合并成单个...其次，page cache中的缓存最后以页或块为单位进行回写，并非应用程序向page cache中提交了几次IO, 回写的时候就需要往通用块层提交几次IO, 这样在提交时间上不连续但在空间上连续的小块IO...③ 非缓存IO（不带蓄流），对应图中的路径③，内核通用块层的蓄流机制只给内核空间提供了接口来控制IO请求是否蓄流，用户空间进程没有办法控制提交的IO请求进入通用块层的时候是否蓄流。...严格的说用户空间直接产生的IO都会走蓄流路径，哪怕是IO的时候附上了“O_DIRECT” 和 ”O_SYNC”标志（可以参考《Linux通用块层介绍（part1: bio层）》中的蓄流章节），用户间接产生的...2.寻找进阶合并，参考我之前写的《Linux通用块层介绍（part2: request层）》中对进阶合并的描述，如果bio产生了后向合并，则调用attempt_back_merge试图进行后向进阶合并，
编辑手记：本文主要讲解Linux IO调度层的三种模式：cfp、deadline和noop，并给出各自的优化和适用场景建议。 作者简介： 邹立巍 Linux系统技术专家。...IO调度发生在Linux内核的IO调度层。这个层次是针对Linux的整体IO层次体系来说的。...通用块层：由于绝大多数情况的io操作是跟块设备打交道，所以Linux在此提供了一个类似vfs层的块设备操作抽象层。下层对接各种不同属性的块设备，对上提供统一的Block IO请求标准。...有一个已经整理好的[Linux IO结构图]，非常经典，一图胜千言： 我们今天要研究的内容主要在IO调度这一层。 它要解决的核心问题是，如何提高块设备IO的整体性能？...所以，cfq就是试图给所有进程分配等同的块设备使用的时间片，进程在时间片内，可以将产生的IO请求提交给块设备进行处理，时间片结束，进程的请求将排进它自己的队列，等待下次调度的时候进行处理。
文件系统缓存 主存(通常是DRAM)的一块区域用来缓存文件系统的内容，包含各种数据和元数据。...注意：直接IO的缺点就是如果访问的数据不在应用程序缓存中，那么每次数据都会直接从磁盘进行加载，这种直接加载会非常慢，通常直接IO跟异步IO结合使用会得到较好的性能。...---- O_SYNC 缓存同步 为了保证磁盘系统与缓冲区内容一致，Linux系统提供了sync,fsync,fdatasync三个函数。...fsync——将fd对应文件的块缓冲区立即写入磁盘，并等待实际写磁盘操作结束返回。 fdatasync——类似fsync,但只影响文件的数据部分。而除数据外，fsync还会同步更新文件属性。...---- Linux文件IO流程图 内核中会有一个线程，不断地将高速页缓冲区中的数据写入到物理磁盘中。
本文将结合用户态的接口以及内核态的实现剖析文件IO。...Reference: The Linux Programming Interface: Chapter 4/14/15, Kernel/fs 通用接口 通用IO包含open/read/write/close...文件创建标志 - 创建以及后续IO的选项，不可读写。...lseek的适用范围是块设备。...通过间接层处理空洞 - 当我们进行SEEK_END时，END到当前的pos会存在空洞，那么Linux并不会为空洞分配block存储，空洞通过为inode系统中的指针打上标记0表明其并未指向实际磁盘块即可
fdset 从用户态拷贝到内核态，在高并发下是个巨大的性能开销（可优化为不拷贝）； 调用 select 阻塞后，用户进程虽然没有轮询，但在内核还是通过遍历的方式来检查 fd 的就绪状态（可通过异步 IO...在 Linux 2.4 内核前主要是 select 和 poll，自 Linux 2.6 内核正式引入 epoll 以来，epoll 已经成为了目前实现高性能网络服务器的必备技术。...除此之外, epoll 还增加了很多机制, 用来提升性能: mmap（共享内存）：epoll 是通过内核与用户空间 mmap 同一块内存实现的。...mmap 将用户空间的一块地址和内核空间的一块地址同时映射到相同的一块物理内存地址（不管是用户空间还是内核空间都是虚拟地址，最终要通过地址映射映射到物理地址），使得这块物理内存对内核和对用户均可见，减少用户态和内核态之间的数据交换...以下是一个简单的 Java AIO 示例 import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer
所以后面的讨论基本上是讨论 IO 相关的系统调用和文件系统Page Cache的一些机制。 Linux内核中的IO栈 这一小节来看 Linux 内核的 IO 栈的结构。先上一张全貌图[4]： ?...块层，管理块设备的 IO 队列，对 IO 请求进行合并、排序（还记得操作系统课程学习过的IO调度算法吗？）...那Direct IO做了什么？这个机制更狠，直接让用户态和块 IO 层对接，直接放弃Page Cache，从磁盘直接和用户态拷贝数据。好处是什么？...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(2)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）。
Linux 中主要有五种IO模式：阻塞IO, 非阻塞IO, IO 多路复用，信号驱动IO和异步IO; 如果从同步非同步，阻塞非阻塞角度来看，又可以分为：同步阻塞IO, 同步非阻塞IO，异步阻塞IO和异步非阻塞...IO; 每种IO模型，都有自己的使用模式，他们对于特定的应用程序都有自己的优点：其简单分布如下图所示 ?...每种IO模型都有自己的使用场景，他们对于特定的应用程序都有自己的优点； 具体可参考：https://blog.csdn.net/tjiyu/article/details/52959418 XXX TO-DO
在Linux中，块的大小必须是2的幂，但是不能超过一个页的大小（4k）。...Linux系统一次读取磁盘的大小是一个块，而不是一个扇区，块设备驱动由此得名。 二、块设备处理过程 1、linux 内核中，块设备将数据存储与固定的大小的块中，每个块都有自己的固定地址。...Linux内核中块设备和其他模块的关系如下。 ? 1、块设备的处理过程涉及Linux内核中的很多模块，下面简单描述之间的处理过过程。 ... ?...（Linux系统中，对块设备的IO请求，都会向块设备驱动发出一个请求，在驱动中用request结构体描述） 内核结构如下：. struct request { struct list_head queuelist
Linux Asynchronous I/O Explained (Last updated: 13 Apr 2012) ***********************************...Linux kernel provides only *5* system calls for performing asynchronoes I/O....There are two main libraries in Linux that facilitate AIO, we will refer to them as *libaio* and *librt...Types and constants exported to the user space reside in "/usr/include/linux/aio_abi.h" header file....原文链接：https://www.fsl.cs.sunysb.edu/~vass/linux-aio.txt
对应到Linux的Page Cache上所谓Write Through就是指write(2)操作将数据拷贝到Page Cache后立即和下层进行同步的写操作，完成下层的更新后才返回。...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。...磁盘的性能测试 在具体的机器上跑服务程序，如果涉及大量IO的话，首先要对机器本身的磁盘性能有明确的了解，包括不限于IOPS、IO Depth等等。...当前的SSD盘很多都以高并发的读取为卖点的，一个线程压根就喂不饱一块SSD盘。一般SSD的IO Depth都在32甚至更高，使用32或者64个线程才能跑满一个SSD磁盘的带宽（同步IO情况下）。...写在最后 每天抽出不到半个小时，零零散散地写了一周，这是说是入门都有些谬赞了，只算是对Linux下的IO机制稍微深入的介绍了一点。
#include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include<assert....
图中描述了Linux下文件操作函数的层级关系和内存缓存层的存在位置。中间的黑色实线是用户态和内核态的分界线。...在Linux下，文件的缓存习惯性的称之为Page Cache，而更低一级的设备的缓存称之为Buffer Cache....文件的内容需要映射到实际的物理磁盘，这种映射关系由文件系统来完成；Buffer Cache用于缓存存储设备块（比如磁盘扇区）的数据，而不关心是否有文件系统的存在（文件系统的元数据缓存在Buffer Cache...综上，既然讨论Linux下的IO操作，自然是跳过stdio库的用户态这一堆东西，直接讨论系统调用层面的概念了。对stdio库的IO层有兴趣的同学可以自行去了解。...所以下篇的讨论基本上是讨论IO相关的系统调用和文件系统Page Cache的一些机制。 （未完待续...）
前言 Linux 文件 IO 操作指的是在 Linux 系统上对文件进行读取和写入的操作。它是通过与文件系统交互来读取和写入文件中的数据。...在 Linux 中，文件被视为一系列字节的有序集合，每个文件都有一个相关联的文件描述符，用于标识该文件的唯一标识符。文件 IO 操作允许程序从文件读取数据或将数据写入文件。...文件 IO 操作通常包括以下几个主要方面： open函数 int open(char *pathname, int flags); -->#include 参数： pathname...(fd,F_GETFL); flgs|=O_NONBLOCK fcntl(fd,F_GETFL,flgs); 获取文件状态：F_GETFL 设置文件状态：F_SETFL 文件描述符 PCB进程控制块：...与睡眠状态相对的是运行状态，在Linux内核中，处于运行状态的进程分为两种状态： 正在被调度执行。
文件系统 文件描述符 一个进程默认打开三个文件描述符 STDIN_FILENO 0 STDOUT_FILENO 1 STDERR_FILENO 2 新打开文...
Linux 标准 I/O（Standard I/O）库提供了一组函数，用于进行高级别的文件输入和输出操作。它建立在底层文件 I/O 系统调用之上，为开发者提供了更方便、更高级别的文件处理方式。...以下是一些常用的 Linux 标准 I/O 库函数： 1. 文件指针 标准 I/O 使用 FILE 结构表示文件流，通过文件指针（FILE*）进行操作。...\n"); perror("An error occurred"); return 0; } 以上是 Linux 标准 I/O 库的一些高级特性，包括缓冲机制、输入输出重定向和文件描述符的复制
1、虚拟机添加硬盘 选择虚拟机--设置--添加--硬盘，然后点击下一步 下一步： 下一步： 这里我只设置2G，下一步。点击完成。 最后在命令行：（需要重启）...
其实是有的，在网络编程中，select poll 只支持LT工作模式，而epoll除了LT工作模式外，还支持ET工作模式，不同的工作模式对应着不同的就绪事件通知策略，LT模式是这些IO接口的默认工作模式...其实在tcpServer.hpp讲解完毕之后，Reactor网络库的重点就已经实现完毕了，也就是网络IO层面上的处理连接到来，处理网络数据传输的工作，已经大功告成了。...无论是什么样就绪的事件，每个sock都会有对应的回调方法，所以处理就绪的事件很容易，直接回调connection内的对应方法即可，是读事件就调用读方法，是写事件就调用写方法，是异常事件，则在读方法或写方法中处理IO...我们今天所实现的服务器是半同步半异步的，半同步是说Reactor既保证了就绪事件的通知，同时又负责了IO，半异步指的是，今天的服务器还实现了业务处理。
前言 本文介绍了系统IO、fd、重定向等内容。...line); 24 } 25 close(fd); 26 return 0; 27 } 运行： 总结 以上就是今天要讲的内容，本文介绍了Linux...中基础IO的相关概念。...本文作者目前也是正在学习Linux的相关的知识，如果文章中的内容有错误或者不严谨的部分，欢迎大家在评论区指出，也欢迎大家在评论区提问、交流。
Linux 文件 I/O（Input/Output）基础是 Linux 应用程序开发中的重要组成部分。在 Linux 系统中，文件 I/O 涉及到文件的读取和写入，以及文件描述符、系统调用等概念。...以下是 Linux 文件 I/O 的基础知识： 1. 文件描述符 在 Linux 中，每个打开的文件都与一个文件描述符相关联。文件描述符是一个非负整数，表示进程中打开文件的引用。...打开文件 要在 Linux 中进行文件 I/O，首先需要打开文件。open 系统调用用于打开或创建文件，并返回文件描述符。...fileDescriptor = open("example.txt", O_WRONLY | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR); const char* data = "Hello, Linux...文件和目录操作 Linux 提供了一系列的文件和目录操作函数，可以用于获取和修改文件和目录的属性。
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