IO

Page Cache是怎么回事？

Page cache是通过将磁盘中的数据缓存到内存中，从而减少磁盘I/O操作，从而提高性能，这个内存就是Page Cache。Page Cache中被修改的内存页称之为脏页（Dirty Page），脏页在特定的时候被一个叫做pdflush(Page Dirty Flush)的内核线程写入磁盘。

Page Cache中写入方式称为Write back（写回），属于异步方式，即写入内存中即返回，它属于buffered I/O。若写入磁盘之后才返回就是Write Through（写穿），它属于direct I/O。

Page Cache缺点就是会导致数据丢失。为了解决这个问题可以使用WAL技术（Write-Ahead Log）,在数据库中一般又称之为redo log。WAL日志是append模式，写入速度是O(1)。

Page Cache与mmap(memory-maped I/O)区别：

mmap是怎么回事？

Page Cache的写入时候，需要从应用缓冲区拷贝到内核缓冲区(即Page Cache)。为了避免这样，可以使用mmap技术。

mmap 把文件映射到用户空间里的虚拟地址空间，实现文件和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系。它省去了从内核缓冲区复制到用户空间的过程，进程就可以采用指针的方式读写操作这一段内存（文件 / page cache）。而系统会自动回写脏页面到对应的文件磁盘上，即完成了对文件的操作。相反，内核空间对这段区域的修改也直接反映到用户空间，从而可以实现用户态和内核态对此内存区域的共享。

但在真正使用到这些数据前却不会消耗物理内存，也不会有读写磁盘的操作，只有真正使用这些数据时，虚拟内存管理系统 VMS 才根据缺页加载的机制从磁盘加载对应的数据块到内核态的Page Cache。这样的文件读写文件方式少了数据从内核缓存到用户空间的拷贝，效率很高。

mmap有以下特点：

• 文件（page cache）直接映射到用户虚拟地址空间，内核态和用户态共享一片page cache，避免了一次数据拷贝
• 建立mmap之后，并不会立马加载数据到内存，只有真正使用数据时，才会引发缺页异常并加载数据到内存

网络IO模型有哪些？

阻塞I/O

从发起系统调用（比如read)时候，从等待数据到复制到内核和从内核复制到用户态，全程阻塞。

非阻塞I/O

从发起系统调用之后，无需等待，通过轮询方式获取状态，数据准备阶段是fe非阻塞的，而从内核拷贝到用户空间是阻塞的

I/O多路复用

监听多个IO对象，当IO对象有数据时候，通知用户进程。

异步I/O

发起系统调用后等待数据到达和数据从内核复制到用户态两个io阶段都是非阻塞的

I/O多路复用中select/poll/epoll的区别？

select/poll属于一类，传给一组文件描述符数组，返回准备就绪的文件描述符数组，select有大小限制(1024)，poll则没有，他们每次都要传文件描述符数组，比较低效，epoll在内核开辟一个空间存放描述符，无须频繁的从用户空间传递给内核

僵尸进程与孤儿进程区别？

**僵尸进程**指的子进程比父进程先结束，而父进程又没有回收子进程，释放子进程占用的资源，那么子进程的状态描述符依然保存在系统中。此时子进程将成为一个僵尸进程，解决办法是父进程用wait或者waitpid来获取子进程的状态信息，

**孤儿进程**指的是一个父进程退出， 而它的一个或几个子进程仍然还在运行，那么这些子进程就会变成孤儿进程，孤儿进程将被init进程（进程号为1）所收养，并由init进程对它们完成状态收集的工作

多进程通信方式有哪些？

1. 共享内存
2. 消息队列
3. 信号
4. 管道
5. socket