I/O处理过程 系统调用 操作系统出于安全的考虑，将进程的内存空间划分为用户空间(0~3G)和内核空间(3-4G)。进程在执行用户自己的代码时处于用户态(ring3); 当用户代码需要操作系统资源时, 可以通过调用操作系统提供的标准接口(POSIX)进行访问, 此时进程从用户态切换到内核态. 操作系统提供的这些接口称为系统调用. 使用top命令时, Cpu后面的us就对应用户态使用的cpu, sy就对应内核态使用的cpu. %Cpu(s): 1.2 us, 0.7 sy, 0.0 ni, 98.0 id, 0.1 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st 硬盘, 网卡等等这些设备, 用户代码都是无法直接访问的, 需要通过操作系统提供的标准系统调用进行访问. 对于linux系统, 将所有的设备都抽象成文件, 因此, 对于这些设备的访问都可以归类为IO操作. 文件读取过程 用户程序读取磁盘或网卡上的数据, 执行read系统调用时可以分为2个过程: 操作系统需要将磁盘或网卡上的数据先拷贝到内核缓冲区 操作系统再将内核缓冲区的数据拷贝到用户缓冲区 内核缓冲区 我们知道, 硬盘等外设因为硬件原因, 读写相对内存来说是要慢几个数量级的. 如果内核一有数据就立即写入磁盘, 就需要频繁的调用驱动的硬件.操作系统为了提高与硬件交互的效率, 并不会一有数据就立即写入, 而是等攒够一些数据之后再批量写入. 因此, 内核缓冲区时为了减少内核与外部硬件交互的次数. 用户缓冲区 操作系统进行系统调用是有一定开销的, 而且相对开销很大. 回想读取文件时, 我们都会先申请一个buffer数组, 然后循环每次read len大小的数据, 之后代码对buffer内容进行处理. 这么做的原因是为了避免频繁的进行系统调用. 关于len为什么取1024或4096, «UNIX环境高级编程»中专门有讨论, 这个取值是基于统计分析出来的最佳大小. 因此, 用户缓冲区是为了减少系统调用次数.……

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