對於開發者開說，i/o是繞不過的話題。從檔案i/o到網路i/o，存在著各種各樣的概念和模型，今天來聊聊檔案i/o。
型別對應api
緩衝i/o
fopen,fclose,fseek,fflush,fead,fwrite,fprintf,fscanf……
直接i/o
open,close,lseek,fsync,read,write,pread,pwrite……
在講檔案i/o之前先弄清楚幾個概念：
應用程式記憶體：是通常寫**用malloc/free、new/delete登分配出來的記憶體。
使用者緩衝區：c語言中的file結構體裡面的buffer。file結構體的定義如下，可以看到裡面有定義的buffer；
typedef strust
file;
對於快取i/o，乙個讀操作會有3次資料拷貝，乙個寫操作也有3次資料拷貝。
讀：磁碟–>核心緩衝區–>使用者緩衝區–>應用程式記憶體；
寫：應用程式記憶體–>使用者緩衝區–>核心緩衝區–>磁碟。
對於直接i/o，乙個讀操作會有2次資料拷貝，乙個寫操作，也有2次資料拷貝；
讀：磁碟–>核心緩衝區–>應用程式記憶體；
寫：應用程式記憶體–>核心緩衝區–>磁碟。
記憶體對映檔案
相比於直接i/o，記憶體對映檔案往前更進了一步。當使用者空間不再用物理記憶體，直接拿應用程式的邏輯記憶體位址對映到linux作業系統的核心緩衝區，應用程式雖然讀寫的是自己的記憶體，但這個記憶體只是乙個「邏輯位址」，實際讀寫的是核心緩衝區。
資料拷貝次數從緩衝i/o的3次，到直接i/o的2次，再到記憶體對映檔案，變成1次。
讀：磁碟–>核心緩衝區；
寫：核心緩衝區–>磁碟。
在linux系統中，記憶體對映檔案的的系統api：
void* mmap(void* start,size_t length,int port,int flags,int fd, off_t orrset);實現方式（1）：直接i/o 方式，偽**如下：
fd1=開啟的檔案描述符
fd2=開啟的socket描述符
buffer=應用程式記憶體
read(fd1,buffer...); //先把資料從檔案中讀出來
write(fd2,buffer...); //再通過網路發出去
實現方式（2）：記憶體對映方式，偽**如下：
fd1=開啟的檔案描述符
fd2=開啟的socket描述符
buffer=應用程式記憶體
mmap(fd1,buffer...); //先把磁碟資料對映到buffer上
write(fd2,buffer...); //再通過網路發出去
零拷貝
零拷貝是提公升i/o效率的又一利器，kafka中在消費訊息的時候就是利用了零拷貝技術。
如圖所示，零拷貝連核心緩衝區到socket緩衝區的拷貝也省了。核心緩衝區和socket緩衝區沒做資料拷貝，只是乙個位址的對映，底層的網絡卡驅動程式要讀取資料併發送到網路的時候，看似讀的是socket緩衝區的資料，但實際上直接讀取是記憶體緩衝區的資料。在這裡，雖然叫零拷貝，實際是有2次資料拷貝，1次是從磁碟到核心緩衝區，1次是從核心緩衝區到socket緩衝區。之所以叫零拷貝，是從記憶體的角度來看的，資料在記憶體中沒有發生資料拷貝，只在記憶體和i/o之間傳輸。
在linux系統中，零拷貝的api為：
sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count);系統io（檔案io）
檔案描述符 檔案描述符 已開啟檔案的標誌，是非負整形數，當前可以最小作為新檔案的檔案描述符，預設範圍0 1024 可更改 檔案開啟 int open const char pathname,int flags,mode t mode 1.pathname 要開啟檔案的路徑 2.flags 開啟方式 ...
IO操作 檔案IO
一 系統呼叫 系統呼叫實際上是作業系統 核心 提供的供使用者使用的介面函式。二 標準io函式和檔案io函式的關係 標準io是c庫內定義的函式，是凌駕於系統之上的，適用於任何的作業系統 檔案io是由linux系統提供的，只能在linux系統中使用，而不可以在其它作業系統中使用。標準io函式可以呼叫檔案...
檔案IO操作
在對乙個檔案或者裝置進行讀寫之前，都需要先開啟，以獲得該檔案或者裝置的操作指標，也就是檔案描述符。有了檔案描述符，後續就可以進行讀取，修改操作了。標頭檔案函式宣告 int open const char pathname,int flags,mode t mode 返回值成功 返回檔案描述符 失敗 ...