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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：
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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
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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?)
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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?
上面的图有点复杂，画一幅简图，把这些机制所在的位置添加进去：
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如图，当程序调用各类文件操作函数后，用户数据(User Data)到达磁盘(Disk)的流程如图所示。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。
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从上往下分析这张图，首先是C语言stdio库定义的相关文件操作函数，这些都是用户态实现的跨平台封装函数。stdio中实现的文件操作函数有自己的stdio buffer，这是在用户态实现的缓存。此处使用缓存的原因很简单——系统调用总是昂贵的。如果用户代码以较小的size不断的读或写文件的话，stdio库将多次的读或者写操作通过buffer进行聚合是可以提高程序运行效率的。stdio库同时也支持fflush(3)函数来主动的刷新buffer，主动的调用底层的系统调用立即更新buffer里的数据。特别地，setbuf(3)函数可以对stdio库的用户态buffer进行设置，甚至取消buffer的使用。
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系统调用的read(2)/write(2)和真实的磁盘读写之间也存在一层buffer，这里用术语Kernel buffer cache来指代这一层缓存。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. 这两个概念很容易混淆，这里简单的介绍下概念上的区别：Page Cache用于缓存文件的内容，和文件系统比较相关。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中)。
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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。从上文的描述中也介绍了文件的内核级缓存是保存在文件系统的Page Cache中的。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 IO栈
虽然我们通过系统调用就可以简单的实现对外设的数据读取，实际上这得益于Linux完整的IO栈架构。
什么是IO?
IO模型中，先讨论下什么是IO?
在计算机系统中I/O就是输入(Input)和输出(Output)的意思，针对不同的操作对象，可以划分为磁盘I/O模型，网络I/O模型，内存映射I/O, Direct I/O、数据库I/O等，只要具有输入输出类型的交互系统都可以认为是I/O系统，也可以说I/O是整个操作系统数据交换与人机交互的通道，这个概念与选用的开发语言没有关系，是一个通用的概念。
在如今的系统中I/O却拥有很重要的位置，现在系统都有可能处理大量文件，大量数据库操作，而这些操作都依赖于系统的I/O性能，也就造成了现在系统的瓶颈往往都是由于I/O性能造成的。因此，为了解决磁盘I/O性能慢的问题，系统架构中添加了缓存来提高响应速度;或者有些高端服务器从硬件级入手，使用了固态硬盘(SSD)来替换传统机械硬盘;一个系统的优化空间，往往都在低效率的I/O环节上，很少看到一个系统CPU、内存的性能是其整个系统的瓶颈。
那么数据被Input到哪，Output到哪呢?
Input(输入)数据到内存中，Output(输出)数据到IO设备(磁盘、网络等需要与内存进行数据交互的设备)中;
（编辑：新余站长网）
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