标准文件访问方式 ---- 直接IO方式 OPEN +O_DIRECT = 绕过内核缓冲区的直接访问,有效避免了CPU和内存的多余时间开销。要求内存边界对齐。...直接IO,绕过缓存,不会出现write成功数据丢失情况。...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。...---- 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。
今天我们要学习的是基础IO部分,主要涉及内存和外设之间的数据交互。接下来,就让我们共同探讨这部分内容吧,那我们就开始吧!...本文章重点: 复习C文件IO相关操作 认识文件相关系统调用接口 认识文件描述符,理解重定向 对比fd和FILE,理解系统调用和库函数的关系 理解文件系统中inode的概念 认识软硬链接,对比区别 认识动态静态库...运行起该进程,然后查询到pid,在系统proc文件夹下查找。 其中,有两个非常显眼: exe表示当前运行程序所处的路径。 cwd表示当前运行程序的工作目录。这个目录只属于当前运行的进程。...3.read函数 read函数是Linux下的一个系统调用接口,C语言的fread函数的底层就是read。作用为从一个特定的文件流中读取内容。...4.close函数 close函数也是Linux下的一个系统调用接口,C语言的fclose底层就是close。 参数 fd:就是调用open时的返回值,本质是第一个文件描述符。
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。...因为这个原因,写操作并不能实时的进行持久化,需要linux使用journal机制来保证文件系统的崩溃一致性,然而journal机制本身又需要进行flush。...---- Ioctl 非通用的IO操作,通过指定的request值表示操作,后续传递参数的类型通过request的值进行解释。
而从步骤3到步骤5中间会涉及到大量 Linux IO 的原理,特别是Page Cache 和 Buffer Cache 等缓存。...Linux IO 缓存体系,stdio和内核缓存的区别,Page Cache和Buffer Cache的区别。 Buffered IO、mmap(2)、Direct IO的区别。...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]: ?...设备层,通过 DMA 与内存直接交互,完成数据和具体设备之间的交互 结合这个图,想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO,这些机制怎么和 Linux IO
简单来说,select 可以让程序不用再创建一个列表来管理所有的连接, 而是将所有的加入 select 的对应集合中,由 select 去内核查询每个连接对应的事件。...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.../linux/posix_types.h: # define __FD_SETSIZE 1024 此外在 Linux 内核中,select 所用到的 FD_SET 是有限的,即内核中有个参数...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。...以下是一个简单的 Java AIO 示例 import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer
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
程序查询方式是由 CPU 通过程序不断查询 I/O 设备是否已做好准备,从而控制 I/O 设备与主机交换信息。...程序查询方式:CPU与设备串行工作,传送与主程序串行工作程序查询基本流程 采用这种方式实现主机和 I/O 设备交换信息,要求 I/O 接口内设置一个 状态标记,用来反映 I/O 设备是否准备就绪。...为了完成这个查询的流程,CPU 通常需要执行以下 3 条指令:测试指令:用来查询 I/O 设备是否准备就绪;传送指令:当 I/O 设备准备就绪时,执行数据的传送指令;转移指令:如果 I/O 设备未准备就绪...CPU和I/O设备串行工作,CPU连接I/O设备和内存,CPU需要等待,效率很低(由CPU通过程序不断查询IO设备是否已经做好准备,从而控制IO设备与主机交换信息) 当执行一段程序,需要启动某个 I/O...设备进行数据交互时,就把查询流程插入到运行的程序中。
不止是这些的C语言中的对于代码的修改,在Linux操作系统上的echo进行重定向,也能够对文件内容进行修改,所以输出重定向一定是文件操作,并且每次重定向写入的方式是先清空,再写入,其实根本上,这个输出重定向也就是按照...open函数的第一种方式代表的通常都是操作一些已经存在的文件,因为如果直接创建的话,在Linux操作系统中,我们不知道,我们创建的文件的权限是什么,所以说有的时候还会让我们创建的文件的权限出现乱码的情况...由于Linux操作系统一切皆文件,所以其中显示器,键盘的外设,也能够存在于sturct file链表中,所以就有了之前的0,1,2。 对于硬件来说的一切皆文件示意图。
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。...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)。 具体的SSD原理不在本文计划内,这里给出一篇详细的参考文章[7]。...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。
本文主要讨论磁盘IO操作,故只聚焦于Local Disk的访问特性和其与DRAM之间的数据交互。 无处不在的缓存 ?...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....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...)
#include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include<assert....
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...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。...od_tcx filename 查看文件的16进制 应用场景: 1.文化的 读,写使用同一偏移位置 2.使用lseek获取文件大小 3.使用lseek拓展文件大小,要想使文件大小真正拓展,必须要引起IO
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
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...
前言: 在刚开始学习Linux的时候,我们记住了Linux下一切皆文件,我们通过这篇文章来深入了解Linux下文件的构成及应用。...其实是通过该进程的一项属性数据来判断所处路径的,我们可以查询该进程pid,在proc目录下进行查看该进程: cwd表示该进程当前所处工作目录,exe表示可执行程序所处路径。...✈️三个文件流 刚开始接触Linux的时候,我们都知道有句话叫做:Linux下一切皆文件,那么键盘、显示器、网卡、声卡等等这些对于Linux来说都是文件! ...xxxxxxxxxxxx\n"); printf("Hello Linux xxxxxxxxxxxx\n"); printf("Hello Linux xxxxxxxxxxxx\n")...char* _IO_read_ptr; /* Current read pointer */ char* _IO_read_end; /* End of get area. */ char* _IO_read_base
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。
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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。
由图可见,从系统调用的接口再往下,Linux下的IO栈致大致有三个层次: 1.文件系统层,以 write(2) 为例,内核拷贝了write(2)参数指定的用户态数据到文件系统Cache中,并适时向下层同步...2.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?)...3.设备层,通过DMA与内存直接交互,完成数据和具体设备之间的交互 结合这个图,想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO,这些机制怎么和Linux IO栈联系起来呢...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)。
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