声明：
本文只作为参考，我也是初学者，请辩证的看待文章内容，欢迎各位在评论区补充经典博文链接。
本篇文章主要记录下文件系统中 读写文件 相关的内容
读写文件就是文件IO，文件input和output
整体结构如下：
用户态buffer
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libc buffer
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page cache
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IO Queue+ device driver
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disk cache
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disk
首先是用户要写的内容，当然是放到自己分配的空间（用户态buffer），接下来就是如果使用了fwrite函数（libc提供）那么就要用到libc的buffer，libc下面是VFS提供的write系统调用，用到了pagecache，pagecache就到了内核这块了，接下来到设备的cache，最后存储到物理设备。
如果想绕过libc的buffer，就不用libc提供的文件操作函数，比如fread，fwrite等等，我个人也没有感觉到fXXX函数的优越性，所以一般不用。
不用libc了，那就直接到了VFS了，也就是直接系统调用了，系统调用就要用到pagecache了，那如果想绕过pagecache呢？
那就在open的时候加个O_DIRECT
关于O_DIRECT在man中的描述如下：
O_DIRECT (since Linux 2.4.10)
Try to minimize cache effects of the I/O to and from this
file. In general this will degrade performance, but it is
useful in special situations, such as when applications do
their own caching. File I/O is done directly to/from user-
space buffers. The O_DIRECT flag on its own makes an effort
to transfer data synchronously, but does not give the
guarantees of the O_SYNC flag that data and necessary metadata
are transferred. To guarantee synchronous I/O, O_SYNC must be
used in addition to O_DIRECT. See NOTES below for further
discussion.
A semantically similar (but deprecated) interface for block
devices is described in raw(8).
提到O_DIRECT会尽力同步写数据，也就是不一定完全按照synchronous的那种方式来，一定是写完才返回，言外之意是：没写完也会返回？那没写完的怎么处理？我不知道了。文中也建议把O_SYNC加上。
最后同时提到了O_RAW，这个查相关博客看到可以直接写扇区，man手册提到已经废弃了，不建议使用。
文件的几种访问方式：
1，以标准的系统调用或者libc系列函数来访问，也就是read write或者fread fwrite系列函数，也就是缓存io，需要说明的是linux的
缓存io其实就是 延迟写，对于系统调用来说，只是写到了pagecache，什么时候写到磁盘是内核决定的，当然也可以调用
fsync来直接写到磁盘，注意是磁盘，不是磁盘缓存。与延迟写对应的还有一个叫异步写，异步写后面说。
2，directio，就是加O_DIRECT标识，直接访问也就是没有内核的缓冲，这种方式一般情况都会造成性能下降，但是对于想自己
控制缓存的应用来说，至少是一个办法，比如有应用想自己在应用层做缓存，就没有必要再引入一层缓存了。
3，mmap
4，异步io访问
mmap
mmap就是把文件映射到内存的虚拟地址空间，实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中的映射关系，像访问内存一样访问文件。但是怎么实现的？
实现具体代码没有查看过，只是网上搜集出来的实现情景：
首先找到一块连续的虚拟地址段，然后内核会针对mmap分配的虚拟内存地址段建立一个vma，vma对于可执行文件的各个段都有一个对应的结构，vma里面会定义针对映射的这个段的函数操作集合，功能类比read，write，但是操作每个段肯定不一样，接着通过fd找到文件信息，在读内存的时候，就会触发缺页中断，进而使用vma里面的函数读文件，并且拷贝到用户内存空间，也就是说略过了内核的pagecache。少了一次拷贝，这就是mmap的优势，呵呵，欢迎各位补充。
异步io
对于linux主要有两个版本的异步io可以使用
glibc的异步io 和linux本身的libaio
先说glibc，glibc是用户态的异步io，主要实现方式就是多线程，提交一个读写请求，glibc会动态的创建线程来同步的执行读写操作，执行完了通过回调或者其它方式通知用户。对的，就是通过多线程来做的！
接下来是libaio
libaio是针对regular file的，对于socket用不了！！
对于常规文件，在读文件的时候，虽然我们感觉时间很短，但是其实也是阻塞的，读到数据成功为止，比如read一个文件，返回的时候要么读到数据，要么失败，读到数据就是拷贝到了用户态的缓冲区间，经过了磁盘到内核到用户态这么一个过程。使用libaio可以直接下发一个read指令，然后就返回了，内核会把磁盘数据拷贝到用户态空间，应该略过了内核缓冲？。至于什么原理，我讲不出个所以然，查了一些文档也没有讲个什么，后续更新吧。