文件系统使用一系列I/O缓冲区作为块设备的缓存内存。当进程试图读取(dev, blk)标识的磁盘块时，它首先在缓冲区缓存中搜索分配给磁盘块的缓冲区。如果该缓冲区存在并且包含有效数据,那么它只需从缓冲区中读取数据，而无须再次从磁盘中读取数据块。
1.大多数文件系统使用I/O缓冲来减少进出存储设备的物理I/O数量一合理设计的I/O缓冲方案可显著提高文件I/O效率并增加系统吞吐量。
2.文件系统使用一系列IO缓冲区作为块设备的缓存内存。当进程试图读取(dev,blk)标识的磁盘块时，它首先在缓冲区缓存中搜索分配给磁盘块的缓冲区。如果该缓冲区存在并且包含有效数据，那么它只需从缓冲区中读取数据，而无须再次从磁盘中读取数据块。如果该缓冲区不存在，它会为磁盘块分配一个缓冲区，将数据从磁盘读入缓冲区，然后从缓冲区读取数据。当某个块被读入时，该缓冲区将被保存在缓冲区缓存中，以供任意进程对同一个块的下一次读/写请求使用。同样，当进程写入磁盘块时，它首先会获取一个分配给该块的缓冲区。然后，它将数据写入缓冲区，将缓冲区标记为脏，以延迟写人，并将其释放到缓冲区缓存中。由于脏缓冲区包含有效的数据，因此可以使用它来满足对同一块的后续读/写请求，而不会引起实际磁盘L/O。脏缓冲区只有在被重新分配到不同的块时才会写入磁盘。
Unix算法的缺点：
效率低下：该算法依赖于重试循环，例如，释放缓冲区可能会唤醒两组进程：需要释放的缓冲区的进程，以及只需要空闲缓冲区的进程。由于只有一个进程可以获取释放的缓冲区，所以，其他所有被唤醒的进程必须重新进入休眠状态。从休眠状态唤醒后，每个被唤醒的进程必须从头开始重新执行算法，因为所需的缓冲区可能已经存在。这会导致过多的进程切换。
缓存效果不可预知：在Unix算法中，每个释放的缓冲区都可被获取’如果缓冲区 由需要空闲缓冲区的进程获取，那么将会重新分配缓冲区，即使有些进程仍然需要当前的缓冲区。
可能会出现饥饿：Unix算法基于“自由经济”原则，即每个进程都有尝试的机会，但不能保证成功，因此，可能会出现进程饥饿。
该算法使用只适用丁单处理器系统的休眠/唤醒操作。
I/O缓冲区:内核中的一系列NBUF缓冲区用作缓冲区缓存。每个缓冲区用一个结构体表示。
(4)该算法使用只适用丁单处理器系统的休眠/唤醒操作。
新的I/O缓冲区管理算法
信号量的主要优点是：
计数信号量可用来表示可用资源的数量，例如：空闲缓冲区的数量。
当多个进程等待一个资源时，信号量上的V操作只会释放一个等待进程，该进程不必重试，因为它保证拥有资源。
使用信号量的缓冲区管理算法
假设有一个单处理器内核(一次运行一个进程)。使用计数信号量上的P/V来设计满足以下要求的新的缓冲区管理算法:
(1)保证数据一致性
(2)良好的缓存效果
(3)高效率:没有重试循环，没有不必要的进程“唤醒”
(4)无死锁和饥饿
PV算法
BUFFER *getb1k(dev,blk)：while(1){
(1). P(free);//get a free buffer first if (bp in dev_1ist){
(2). if (bp not BUSY){
remove bp from freelist;P(bp);// lock bp but does not wait
(3).return bp;// bp in cache but BUSY V(free);// give up the free buffer
(4).P(bp);// wait in bp queuereturn bp;v// bp not in cache,try to create a bp=(dev,blk)
(5).bp = frist buffer taken out of freelist;P(bp);// lock bp,no wait
(6).if(bp dirty){
awzite(bp);// write bp out ASYNC,no waitcontinue;// continue from (1)
(7).reassign bp to(dev,blk);1/ mark bp data invalid,not dir return bp;-// end of while(1)；
brelse(BUFFER *bp)，
{
(8).iF (bp queue has waiter)( V(bp); return; ]
(9).if(bp dirty && free queue has waiter){ awrite(bp);zeturn;}(10).enter bp into(tail of) freelist;V(bp);V(free);
}
缓冲区唯一性
无重试循环
无不必要唤醒
缓存效果
实践
代码具体展示
#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <stdlib.h>int main (){
FILE* fd;
fd=fopen(“/src/hello”,”r”);
if(NULL==fd){
perror(“cannot open file”);
return -1;
}
return 0;
}
原文地址：http://www.cnblogs.com/luoyunfan/p/16860494.html
