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Linux磁盘缓存机制解析

1. 磁盘缓存概述

磁盘缓存是一种软件机制，能让系统将原本存于磁盘的数据保存在RAM中，从而使后续对这些数据的访问无需再访问磁盘，可快速完成。除了VFS用于加速文件路径名转换为对应inode的dentry缓存外，Linux主要使用两种磁盘缓存：缓冲区缓存（buffer cache）和页缓存（page cache）。

缓冲区缓存由缓冲区构成，每个缓冲区存储单个磁盘块，块I/O操作依赖它来减少磁盘访问次数。而页缓存由页构成，缓存中的每页对应常规文件或块设备文件的多个块，这些块在逻辑上是连续的。在启动页I/O操作前，内核会先检查所需数据是否已存在于页缓存中，以减少磁盘访问。

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Kernel function	System call	Cache	I/O operation
bread( )	None	Buffer	Read an Ext2 superblock
bread( )	None	Buffer	Read an Ext2 inode
generic_file_read( )	getdents( )