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聊聊Linux IO(中)

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...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...假设要去读一个冷文件（Cache中不存在），open(2)打开文件内核后建立了一系列的数据结构，接下来调用read(2)，到达文件系统这一层，发现Page Cache中不存在该位置的磁盘映射，然后创建相应的...然后请求继续到达块设备层，在IO队列里排队，接受一系列的调度后到达设备驱动层，此时一般使用DMA方式读取相应的磁盘扇区到Cache中，然后read(2)拷贝数据到用户提供的用户态buffer中去（read...Linux 2.4还要求是文件系统逻辑块的整数倍）。

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浅墨: 聊聊Linux IO(中)——Linux内核中的IO栈

接上一篇浅墨: 聊聊Linux IO（上），先上一张全貌图[4]： ?...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：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...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...假设要去读一个冷文件（Cache中不存在），open(2)打开文件内核后建立了一系列的数据结构，接下来调用read(2)，到达文件系统这一层，发现Page Cache中不存在该位置的磁盘映射，然后创建相应的...然后请求继续到达块设备层，在IO队列里排队，接受一系列的调度后到达设备驱动层，此时一般使用DMA方式读取相应的磁盘扇区到Cache中，然后read(2)拷贝数据到用户提供的用户态buffer中去（read

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linux系统中的IO

这句话换到编程中就是 CPU 与外部存储器的输入输出，包括 CPU 本身的一，二，三级的缓存，内存，硬盘，网络，Usb 设备等等 Linux中的IO机制阻塞与非阻塞在调用IO函数时，如果需要等待IO...事件准备就绪才返回执行结果就是阻塞的IO调用，如果调用IO函数时，不需要IO事件准备就绪就可以返回结果就是非阻塞。...同步与异步同步是指在非阻塞的前提下每次调用IO函数不一定会返回准备就绪的IO事件，所以需要不断地去调用IO函数查看是否有IO事件准备就绪。...异步是指在非阻塞的前提下每次调用IO函数后，本线程不在接管IO事件的处理，会告诉程序如果你有准备就绪的IO事件你就去把你的IO事件交给其他线程的函数处理。...多路复用IO技术在早期的网络服务器中为了处理多个连接请求往往需要开辟多个线程，每个线程负责一个连接的处理，但是多线程需要进行CPU的上下文切换。

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Linux中IO多路复用机制

Looper 后调用了 Looper.loop() 这个死循环为什么不会阻塞主线程，当时回答因为在 Looper.loop() 方法里调用了 MessageQueue.next() 方法，这个 next() 中调用了...select 多路复用 IO 模型先解释一个Linux中文件描述符的概念，通过文件描述符，可以找到文件指针，从而进入打开文件表，文件表里有很多关于文件的相关信息。...关于Linux的IO多路复用模型还有 poll 和 epoll ，这里说一下它们之间的区别，poll 可监视的 IO数量大于 select，而 epoll 和其他两个函数的区别就是不会轮询文件描述符来操作...IO，当一个IO完毕就直接通知刷新，而不是一直轮询判断可读写的状态来刷新，简单的说，epoll 只会刷新已经成功的 IO，而其他两个函数判断 IO 是否已成功是用轮询的方式，细心的朋友会发现，我们的这个...IO 多路复用好像也没有比阻塞或非阻塞 IO 模型强到哪去，而且还要往函数里添加 socket 监听回调，IO 多路复用的核心就在于同一时刻一个逻辑流也就是一个线程可以监听操作多个 IO，而其他 IO

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【Linux】Linux文件IO

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。

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Linux中epoll IO多路复用机制

epoll简介 epoll 是Linux内核中的一种可扩展IO事件处理机制，最早在 Linux 2.5.44内核中引入，可被用于代替POSIX select 和 poll 系统调用，并且在具有大量应用程序请求时能够获得较好的性能...当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，在linux下如果查看/proc/进程id/fd/，是能够看到这个fd的，所以在使用完epoll后，必须调用close() 关闭，否则可能导致fd被耗尽...epoll的事件注册函数，第一个参数是 epoll_create() 的返回值，第二个参数表示动作，使用如下三个宏来表示： [cpp] EPOLL_CTL_ADD //注册新的fd到epfd中；...EPOLL_CTL_MOD //修改已经注册的fd的监听事件； EPOLL_CTL_DEL //从epfd中删除一个fd；第三个参数是需要监听的fd，第四个参数是告诉内核需要监听什么事...select支持的句柄数是有限制的，同时只支持1024个，这个是句柄集合限制的，如果超过这个限制，很可能导致溢出，而且非常不容易发现问题， TAF就出现过这个问题，调试了n天，才发现：）当然可以通过修改linux

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【Linux】基础IO

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...文件在哪里——>文件在磁盘——>磁盘属于硬件，由操作系统进行管理——>所有人想访问磁盘都绕不开操作系统——>使用操作系统的接口——>提供文件级别的系统调用接口——>吧冉语言的文件操作接口都可以在Linux...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。

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Linux|IO|File IO源码剖析

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。...文件状态标志 - IO的方式，可读可写实现在fs/open.c和fs/namei.c中可见相关部分代码，省略了次要代码，保留关键路径 syscall - 64位syscall默认能打开大文件 SYSCALL_DEFINE4...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

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Linux：基础IO

一、文件fd 1.1 共识原理 1、文件=内容+属性 2、文件分为打开的文件和没打开的文件（如c中的fopen和fclose）可以用以下的例子去理解：快递（文件）有被人...1.2 被打开的文件由于：（1）文件要被打开，必然要先被加载到内存中。（2）一个进程可能打开多个文件，一个文件也可能被多个进程打开。 ——>在操作系统内部一定存在大量被打开的文件！！...——>当前路径，其实就是进程的路径，因为进程在执行的过程中，他需要知道自己从哪来，也要知道如果自己产生一些临时性的文件时应该放在哪里，所以他需要一个默认路径cwd。表明的是他当前的工作目录。...总结：任何一门语言对文件描述符的封装不一样，是千变万化的，比如在C++中可能还会有继承和多态的体系。但是万变不离其中，在底层都是使用的操作系统提供的系统调用接口，对fd文件描述符进行封装。...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

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Linux基础IO

首先，我们在/usr/include/stdio.h头文件中可以看到下面这句代码，也就是说FILE实际上就是struct _IO_FILE结构体的一个别名。...typedef struct _IO_FILE FILE; 而我们在/usr/include/libio.h头文件中可以找到struct _IO_FILE结构体的定义，在该结构体的众多成员当中，我们可以看到一个名为...其中，各列信息所对应的文件属性如下: 在Linux操作系统中,文件的元信息和内容是分离存储的,其中保存元信息的结构称之为inode，因为系统当中可能存在大量的文件,所以我们需要给每个文件的属性集起一个唯一的编号...也就是说,inode是一个文件的属性集合,Linux中几乎每个文件都有一个inode,为了区分系统当中大量的inode,我们为每个inode设置了inode编号....在Linux操作系统中，我们也可以通过以下命令查看我们磁盘的分区信息：磁盘格式化当磁盘完成分区后，我们还需要对磁盘进行格式化。

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【Linux】基础IO

不过，在认识系统⽂件IO之前，先要了解下如何给函数传递标志位，该⽅法在系统⽂件IO接⼝中会使⽤到： 2.1⼀种传递标志位的⽅法 # include # define...3.理解“一切皆文件” ⾸先，在windows中是⽂件的东西，它们在linux中也是⽂件；其次⼀些在windows中不是⽂件的东西，⽐如进程、磁盘、显⽰器、键盘这样硬件设备也被抽象成了⽂件，你可以使...这样做最明显的好处是，开发者仅需要使⽤⼀套 API 和开发⼯具，即可调取 Linux 系统中绝⼤部分的资源。...读取 file_operation 中相应的函数指针，接着把控制权转交给函数，从⽽完成了Linux设备驱动程序的⼯作。...但通过 struct file 下 file_operation 中的各种函数回调，让我们开发者只⽤file便可调取 Linux 系统中绝⼤部分的资源！！

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聊聊Linux IO

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。...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]： ?...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：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...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

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Linux IO 模型

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...epoll epoll 是 Linux 操作系统中的一种高效 I/O 多路复用机制，用于监视多个文件描述符的状态，以便进行非阻塞I/O操作。...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。...在 Linux 中，libaio 库提供了对 AIO 的支持，而在 Windows 上，IOCP（I/O Completion Port）是其异步 I/O 模型。

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Linux IO 模型

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

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Linux高效IO

IO的五种模型 IO是什么？...单位时间内，IO过程中，等的比重越小，IO效率越高。...上面1-4式同步IO。 5.异步IO（自己派一个“工具人”执行IO，怎么执行不重要，重要是能IO就可以了，自己并不参与IO当中，就像父进程创建子进程，让子进程打工一样。）...自从 linux2.6.8 之后，size 参数是被忽略的。用完之后, 必须调用 close()关闭。...EPOLL_CTL_ADD：注册新的 fd 到 epfd 中； EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的 fd 的监听事件； EPOLL_CTL_DEL：从 epfd 中删除一个 fd；第三个参数是需要监听的

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【Linux高级IO】五种IO模型

揭示它们的工作原理、实现机制以及在实际开发中的应用场景。...重新理解IO 我们在之前学习的基础IO时，我们就提到过IO在本质上就是文件的拷贝，在之前提到的IO中，input，output，read，recv需要访问外设，效率肯定不会有多高当使用read和recv...实际上最核心在于IO多路转接能够同时等待多个文件描述符的就绪状态异步IO 异步IO：由内核在数据拷贝完成时，通知应用程序(而信号驱动是告诉应用程序何时可以开始拷贝数据) 任何IO过程中，...而且在实际的应用场景中，等待消耗的时间往往都远远高于拷贝的时间，让IO更高效，最核心的办法就是让等待的时间尽量少同步通信 vs 异步通信同步和异步关注的是消息通信机制：所谓同步，就是在发出一个调用时...在实际应用中，非阻塞异步通信通常是最优的选择，因为它能够提高系统的并发处理能力和响应速度。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。

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聊聊Linux IO（下）

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。...当脏页在内存中驻留时间超过一个特定的阈值时，内核必须将超时的脏页写回磁盘。用户进程调用sync(2)、fsync(2)、fdatasync(2)系统调用时，内核会执行相应的写回操作。...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。

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Linux多种IO模型

Linux多种IO模型阻塞IO阻塞IO模型中，用户进程在内核等待网卡数据和内核数据拷贝到用户缓冲区两个阶段都处于等待状态。...非阻塞IO在非阻塞IO模式下，用户应用执行recvfrom系统调用命令操作时会立即返回结果而不是阻塞用户进程等待命令执行完毕。...IO多路复用无论是阻塞IO还是非阻塞IO，用户应用在一阶段都需要调用recvfrom来获取数据，差别在于无数据时的处理方案：如果调用recvfrom时，恰好没有数据，阻塞IO会使进程阻塞，非阻塞IO...文件描述符（File Descriptor）：简称FD，是一个从0开始递增的无符号整数，用来关联 Linux中的一个文件。...在Linux中，一切皆文件，例如常规文件、视频、硬件设备等，当然也包括网络套接字（Socket）。

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【读懂Linux】基础IO

) { 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。...linux 如何在当前的目录中记录这个文件？内核将入口（ 263466 ， abc ）添加到目录文件。文件名和inode 之间的对应关系将文件名和文件的内容及属性连接起来。...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

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【Linux】基础IO认知

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...本质表示的是内核进程中的文件映射关系的数组的下标。无论读写文件，都需要再合适的时候让OS把文件的内容加载到文件缓冲区中。 open是在做什么？...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。...所以我们刚刚的struct files_struct列表中才会有0，1，2的属于硬件的位置。其中的struct file不管是对于文件也好，硬件也罢，这也相当于是在C++中的多态。

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