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。
但是最让人烦的问题是这些语言之间的 IO 接口都是不一样的，这样子导致我们学习成本很高！ 这些语言拥有文件操作接口的目的找到文件，然后对文件进行操作。那么文件是在磁盘上，磁盘是属于硬件。...所以我们只要搞清楚了操作系统提供的 IO 接口，那么其它语言只是对其的一个包装而已！下面我们一起来认识一下系统的IO接口！ Ⅱ....系统IO接口 一、open接口 #include #include #include int open(const char *
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。
——>其实我们还可以发现 这个文件其实就是基类，而外设就是派生类，然后指针指向什么就调用什么对象，这就是多态，只不过Linux必须用C语言写，所以只能用函数指针来完成这个工作！！...4、理解了Linux的一切皆文件后，懂得了文件操作的底层，即使以后在使用其他语言的文件操作时对接口不熟，但只要给时间查一下，很快就会懂得怎么用了！！...——>因为人们在经过大量的工程实验后，发现我们总是或多或少要使用一些多态的特性，比如说写操作系统的人必然也是有可能开发语言的人，他在写的时候就意识到Linux里面很多虚拟化的东西，要不是你必须拿C去写，...——>因为很多地方需要对软件做分层，设置出各种虚拟化的场景（比如刚刚提到的文件虚拟系统就是，只不过Linux必须用C写，否则肯定用C++写更方便） ——>封装、继承、多态！...缓冲区的大小 #define FLUSH_NOW 1 //立刻刷新 #define FLUSH_LINE 2 //行刷新 #define FLUSH_ALL 4 //全刷新 typedef struct IO_FILE
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
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
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
前言： 在信息技术日新月异的今天，Linux操作系统以其强大的稳定性和灵活性，成为了服务器、嵌入式系统以及众多开发者心中的首选平台。...而在Linux系统的广阔天地中，I/O（输入/输出）操作无疑是连接用户与硬件、软件之间的桥梁，其性能的优化直接关系到整个系统的响应速度和数据处理能力。...深入探索Linux的I/O模型，我们不难发现，这些模型不仅仅是数据流动的通道，更是理解系统并发处理、资源调度以及性能调优的关键所在。...让我们一同开启这段充满挑战与收获的旅程，探索Linux高级I/O模型的奥秘，为打造更加出色的系统应用奠定坚实的基础。...总结 随着本文的收尾，我们共同完成了对Linux高级I/O模型中五种核心机制的深入探索。
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。
) { while(1) { if (do_face() < 0) continue; do_exec(command); } return 0; } printf 是 C 库当中的 IO...FILE 因为IO相关函数与系统调用接口对应，并且库函数封装系统调用，所以本质上，访问文件都是通过fd访问的。 所以C库当中的FILE结构体内部，必定封装了fd。...]# stat test.c File: "test.c" Size: 654 Blocks: 8 IO Block: 4096 普通文件 Device: 802h/2050d Inode: 263715...其实在linux中可以让多个文件名对应于同一个 inode。...[root@localhost linux]# touch abc [root@localhost linux]# ln abc def [root@localhost linux]# ls -1i
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。
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。
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
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
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....
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
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
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