程序直接控制方式 cpu干预程度：非常的频繁，IO操作开始前，完成后均需要cpu介入，并且在等待IO完成的过程中cpu需要不断的介入进行轮询检查，实际上是忙轮询，极大的浪费了cpu的资源，本质原因还是...中断驱动方式 由于中断机制的产生，cpu不需要忙轮询检查IO设备是否完成IO，而是被动的等待IO设备向自己通知，cpu的利用率得到提高。...2.由于传输数据的每个字都在IO控制器和存储器之间的传输都会经过cpu，这会导致中断驱动方式任然会消耗较多的cpu时间。...优点：1.相对有中断驱动方式，DMA方式减少了中断cpu的次数，仅在所要求传送的一批数据全部传送结束时才会中断cpu。...通道方式 通道方式进一步降低了cpu对于IO设备的控制，将对于IO控制的权力下放到通道，由通道负责cpu制定的IO任务，当完成数据传送后才向cpu发送中断请求。
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。...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...具体的查询流程如下： ① 这种方式传送数据时要占用 CPU 中的寄存器，所以首先要将寄存器原内容保护起来； ② 传送的往往是一批数据，所以需要设置 I/O 设备与主机交换数据的计数值，用来控制数据量；...所以在程序查询方式下，CPU 和 I/O 设备是串行工作的，效率不高。接口工作过程 以输入设备为例，数据应该从 I/O 设备传送至主机。
IBM PC 及其兼容微机主要使用独立编址方式，采用了一个独立的 I/O 地址空间对控制设备中的寄存器进行寻址和访问。...另外，IBM PC 机也部分地使用了统一编址方式。例如，CGA 显示卡上显示内存的地址就直接占用了存储器地址空间 0xB800 -- 0xBC00 范围。
设备管理的主要任务之一是控制设备和内存或处理器之间的数据传送，外围设备和内存之间的输入输出控制方式有四种。 1、程序直接控制方式 计算机从外部设备读取数据到存储器，每次读一个字的数据。...中断驱动方式比程序直接控制方式有效，但由于数据中的每一个字在存储器与I/O控制器之间的传输都必须经过CPU。这就导致了中断驱动方式仍然会消耗较多的CPU时间。...3.DMA方式 在中断驱动方式中，I/O设备与内存之间的数据交换必须要经过CPU的寄存器，所以速度还是受限，而DMA(直接存储器存取) 方式的基本思想在I/O设备和内存之间开辟直接的数据交换通路...DMA控制方式与中断驱动方式的主要区别是中断驱动方式在每个数据需要传输中断CPU,而DMA控制方式则是在所要求传输的一批数据 全部结束时才中断CPU;此外中断驱动方式数据传送是在中断处理时由CPU控制完成的...I/O通道与DMA方式的区别是：DMA方式需要CPU来控制传输的数据块大小，传输的内存位置，而通道方式中这些信息是由通道控制的。
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。...\n"); if (buf)free(buf); close(fd); return 0; } ---- 直接IO和标准方式进行对比 **示例:**测试20s内对同一文件的读取次数0 #define...标准方式 (高速页缓存，多次读取速度快。)...---- 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...-------------------------\n"); show(ONE | THREE); } 我们可以 使用或运算 来做出 不同的行为，同样，open接口的flags参数也是如此使用方式...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。...ssize_t m=read(n,arr,sizeof(arr)); assert(m>0); arr[m]='\0';//使用C语言的方式对内容进行打印，字符串以'\0'结尾，\0=0
我们在实践中接触最多的网络模型是以太网以及TCP/IP协议栈，UDP在一些场景中也会用到，那么当我们使用Socket 套接字进行网络通信开发时，下面介绍会用到的三种方式。...一:BIO方式 BIO即BlockingIO ，采用阻塞的方式实现，也就是一个Socket套接字需要使用一个线程来进行处理。发生建立连接、读数据、写数据、的操作时，都可能会阻塞。...这个模式的好处是简单，这样带来的问题是一个线程只处理一个Socket,如果是Server端，在遇到支持并发的连接时，就需要更多的线程来完成这个工作，BIO的工作方式图下图 ?...二"：NIO方式 NIO即NonblockingIO，基于时间驱动思想，采用的是Reactor模式，如下图。这个在Java实现的服务端中也是采用比较多的一种方式。...3 AIO方式后续再写吧。
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...通过压缩处理空洞 - 类似的，在bitmap中也有可能存在空洞，谷歌的EWAH Compressed Bitmap就采取了压缩的方式将连续的1/0压缩成length + 1/0。
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 *
所以我们可以知道echo重定向方式写入也会先清空文件，所以底层必然也是w形式！！ ...1.4.1 比特位方式的标志位传递原理 状态的组合方式有很多种，但是为什么操作系统只用一个int类型就可以表明这些情况？？...模拟实现： 通过位图的方式一次向一个调用传递多个标记位，这是操作系统传递参数的一种方式！！ ——>本质上是在外部用 | 的方式组合 在内部的方式用& 的方式检测！！ ...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...说明在C库底层实现这些接口的时候，不仅写了Linux系统接口的C函数，也写了windows系统接口的C函数，然后通过条件编译的方式在不同的平台裁掉另外一部分，这样我们无论在什么平台都可以使用被封装好的C
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
UDP 协议是无连接方式的协议，它的效率高，速度快，占资源少，但是其传输机制为不可靠传送，必须依靠辅助的算法来完成传输控制。...fd 的就绪状态（可通过异步 IO 唤醒的方式）； select 只返回已就绪 fd 的数量，用户线程还得再遍历所有的 fd 查看哪些 fd 已准备好了事件（可优化为直接返回给用户进程数据已就绪的 fd...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。...AIO 的实现方式因操作系统而异。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。...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。...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...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
，所有的套接字默认都是阻塞方式，因此阻塞IO是最常见的IO模型 对照钓鱼例子，阻塞IO就是你去河边钓鱼，只拿一根鱼竿等于上钩，并且时刻盯着水面 非阻塞式IO 非阻塞IO： 如果内核还未将数据准备好...，系统不会像阻塞式IO一样进行等待数据，系统调用会直接返回，并且返回EWOULDBLOCK错误码 非阻塞IO往往需要程序员循环的方式反复尝试读写文件描述符，这个过程称为 轮询。...同步与异步是通信方式：它们描述了数据传输和任务执行的时序关系。同步通信要求发送方和接收方按照相同的时钟频率或时序进行数据传输，而异步通信则允许发送方和接收方独立地进行数据传输和任务执行。...阻塞与非阻塞描述了操作模式，而同步与异步描述了通信方式。这四者之间的关系可以通过它们的定义、特性以及相互之间的区别和联系来理解。...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。
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...w的方式进行打开的。...所以既然知道了 > 的含义就是w的方式打开文件，那我们也能够这样直接创建文件。也能够直接 > 的方式重新刷新文件内容。...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
从名字上就能看出这两种方式都是从写操作的不同处理方式引出的概念（纯读的话就不存在Cache一致性了，不是么）。...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。...Linux下的文件锁有两种，分别是flock(2)的方式和fcntl(2)的方式，前者源于BSD，后者源于System V，各有限制和应用场景。老规矩，TLPI上讲的很清楚的这里不赘述。...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。...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。
标准错误2. 0,1,2对应的物理设备一般是：键盘，显示器，显示器 所以输入输出还可以采用如下方式： #include #include #include...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。...printf fwrite 库函数会自带缓冲区（进度条例子就可以说明），当发生重定向到普通文件时，数据的缓冲方式由行缓冲变成了全缓冲。...stat 命令能够看到更多信息 [root@localhost linux]# stat test.c File: "test.c" Size: 654 Blocks: 8 IO Block:...[root@localhost linux]# touch abc [root@localhost linux]# ln abc def [root@localhost linux]# ls -1i
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。...：欲打开的文件路径名 flags：文件打开方式 -->需包含头文件#include 选项： O_RDONLY：只读方式打开文件。...O_WRONLY：只写方式打开文件。 O_RDWR：读写方式打开文件。 O_CREAT：如果文件不存在，则创建该文件。...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。
有没有例外，比如O_APPEND方式？ 坊间传闻，mmap(2)的方式读文件比传统的方式要快，因为少一次拷贝。真是这样吗？为什么少一次拷贝？ 如果你觉得这些问题都很简单，都能很明确的回答上来。...从存储器的层次结构以及计算机对数据的处理方式来看，上层一般作为下层的Cache层来使用（广义上的Cache）。...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。
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