read过程 :磁盘数据——>内核态缓冲区(内核态数据可能写回磁盘)——>用户态缓冲区(用户态数据可能被交换到交换区或写回到内核态缓冲区)
一个用户态进程 会有一个文件描述符数组,进程每次open一个文件就会在数组中增加一个元素并且建立一个文件对象,其中文件对象中最重要的字段就是指向回调函数的指针,也就是对文件的操作方法。
当发出open()调用时,通过文件名找到索引节点,然后open这个函数,建立了文件对象,其中文件对象中的操作文件的方法基本都基于文件系统定义的方法。然而一个文件可以被多个进程open,因此会有多个文件对象,但是文件在内核态中的磁盘高速缓存区却只有一个,因此就会出现多个进程操作同一个磁盘高速缓存,从而出现多个进程间缓存不一致的现象。
比如:
在从磁盘读数据到缓存中时,由于存在预读的机制,进程1可能通过预读把自己并不需要的页读到缓存中,而进程2恰好需要这个页,因此进程2在磁盘高速缓存中找到了这个页,但这个页进程1却并未对它进程IO,也就是说这个页内没有文件内容,当进程2检测到此页需要重新IO时,可由于某种原因,比如系统内存紧缺回收,进程1会将不脏的页归回内存,因此这个页从高速缓存中删除,所以进程2也就必须把这个页框释放掉,重新申请一个页框,并锁定该页,开始IO。当IO结束后,就可以把该页内容拷贝到用户缓冲区,但此时还存在问题,因为可能存在进程3以写的方式打开该文件,并对该文件进行了删减,导致该页内容从磁盘中被删掉,因此还需要进程2拷贝数据之前检查该页的索引在不在文件范围内,如果不在就要释放该页。
时间: 2024-11-05 16:37:41