javaIO——基础
来源:互联网 发布:杭州正规淘宝运营公司 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 06:03
缓存与缓存的处理方式是javaI/O的基础,进程操作系统的io只是数据移入移出缓存,理解底层逻辑
一、缓存处理、内核空间和用户空间
假如cpu内存为4G,其中较高的1G是内核空间,3G是用户空间,所有进程都能通过系统调用访问内核空间,对每一个进程,它看到的内存都是4G
缓存处理分为以下几步
(1) 用户空间的进程调用read()要求自己的缓存空间被填满
(2)内核向磁盘控制器发出请求
(3)磁盘控制器通过DMA方式将数据复制到内核缓存区
(4)内核复制数据到请求进程空间
可以看出:用户空间的进程不能使用硬件,并且其请求的数据是任意规模的,必须由内核进行处理(分解和组合)
二、虚拟存储器
虚拟存储器是硬件异常(缺页异常)、硬件地址翻译、主存、磁盘文件和内核软件的完美交互,它为每个进程提供了一个大的、一致的和私有的地址空间。
虚拟存储器的三大能力:①将主存看成是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存。②为每个进程提供了一个一致的地址空间。③保护每个进程的地址空间不被其他进程破坏。
虚拟内存的两大好处:① 一个以上的虚拟地址可指向同一个物理内存地址。② 虚拟内存空间可大于实际可用的硬件内存。
三、内存映射
通过虚拟存储器的特性,我们将用户空间和内核空间映射到相同的物理地址,因此,当使用内存映射IO时,可视为:用户进程直接把文件数据当作内存,也就不需要使用read()或write()系统调用了。当发起一个read()系统调用时,根据待读取的数据的位置生成一个虚拟地址(用户进程使用的是虚拟地址),由MMU转换成物理地址,若内核中没有相应的数据,产生一个缺页请求,内核负责页面调入从而将数据从磁盘读取到内核缓冲区映射的物理内存中。对用户程序而言,这一切都是在不知不觉中进行。总之,从根本上讲数据从磁盘装入内存是以页为单位通过分页技术装入内存的。
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