科学边界

1一个块IO的一生从page cache到bio到request当APP打开一个文件，内核为文件维护一个pagecache(磁盘的一个副本)；读写文件时如果page cache命中，只会读写内存不操作磁盘；没有命中，才操作磁盘。在内核用file结构体表示，可见其包含一个inode结构体，一个地址空间；相关的几个结构体在内核对应关系如下：可见，当多个进程同时打开同一个文件时，不同的file结构体对应同一个inode和同一个地址空间，地址空间是由一颗radixtree维护(即pagecache

1 掉电与文件系统一致性由上一节文件系统的布局分析可知，当操作一个文件时，比如往/a目录下添加一个b，即添加/a/b文件，需要修改inode bitmap, inode table, block bitmap, data block。这一系列的操作是非原子的，假如任何一个环节掉电，造成某些步骤丢失，就会造成数据的不完整，文件将无法正常访问。2 append一个文件的全流程而硬件是不可能原子执行的，因此会造成不一致性。3 模拟文件系统不一致性案例(1) 做一个image，用来模拟磁盘dd

一切都是文件，Linux通过VFS中间层，支持多种文件系统，对APP统一接口；文件系统的本质是将用户数据和元数据(管理数据的数据)，组织成有序的目录结构。1 EXT2文件系统总体存储布局一个磁盘可以划为多个分区，每个分区必须先用格式化工具(某种mkfs)格式化成某种格式的文件系统，然后才能存储文件，格式化的过程会在磁盘上写一些管理存储布局信息。一个典型的ext格式化文件系统存储布局如下：文件系统最小存储单位是Block，Block大小格式化时确定，一般4K；启动块(BootBlock):大小

在业务执行过程中，常伴随大量的IO操作，如果IO操作和CPU消耗不能合理安排，将会导致整体业务执行效率低下，用户体验极差。比如手机启动过程，有大量CPU消耗和IO操作。用Bootchart记录android启动过程的CPU/IO消耗如下图Systemd readahead:Systemd readahead-collect.service搜集系统启动过程中的文件访问信息，Systemdreadahead-replay.service在后续启动过程中完成回放，即将IO操作与CPU并行；提高效率的