Caching 磁盘数据的内存缓存

我一直都知道主内存会缓存从磁盘上的文件读取的数据，但我很难将其与程序的典型内存使用相协调，如下图所示：

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如果我在一个非常大的文件

2010Stats.txt

上使用

fread

或

fgetl

，内存会在上图的哪一段缓存磁盘数据

这是进程的地址空间。每个进程都有自己的虚拟内存地址空间。除非您

mmap

一个文件，否则当通过

read

系统调用或等效调用将其复制到进程内存中时，它的数据才会出现在进程内存中。（C stdio/iostream函数将在这样的系统调用之上实现。）

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磁盘缓存由操作系统内核管理，它必须跟踪内存的物理页如何使用，以及每个进程的虚拟地址映射。

我认为值得注意的是，当您打开一个文件时，不一定会将其全部内容读入主内存（除非我弄错了）。另外值得注意的是文件句柄，我怀疑它位于进程堆的某个地方——值得注意的是，打开太多文件确实会耗尽内存运行特定进程。@jbowman:在POSIX中，文件描述符只是一个整数。数据都在内核中，内核可以信任它。Windows文件句柄也是如此。stdio

文件*

确实指向堆上进程内部的数据。stdio使用较小的i/o缓冲区来避免对操作系统调用过多的读和写系统调用，我认为这是每一次fopen内存使用的大部分。因此，

myChar=fgetc（myStream）

只消耗程序虚拟地址空间中的1或2个字节，但是存储

2010Stats.txt

的

myChar

部分的页面大小约为8KB，现在将被放入物理内存中。此页的副本既不在用户程序的虚拟地址空间中，也不在内核中……但它驻留在物理内存中？我可以查找什么操作系统进程或“构造”来了解有关此缓存进程的更多信息？我只是想在我已经熟悉的内存框架中理解它。@Tosh：不要担心内核的虚拟地址空间。例如，Linux使用虚拟地址空间的上1/4映射所有物理内存。（在一个内存超过1G的32位系统上，它不能一次映射所有物理内存：这些页面是HIGHMEM IIRC。）只要假设内核能够很好地使用物理页面，而这些物理页面在其他任何方面都是不需要的。当您调用

mmap

时，它可以将这些页面映射到您的地址空间。当您调用

read

时，它会将这些页面复制到您现有的页面中。@Tosh:没错。页面缓存的全部意义在于它是全局的，由操作系统维护，而不是每个进程的私有缓存。