編者注：在分析完 Linux inode 基礎概念 之後，讓我們看下inode在內存中對應的文件系統抽象VFS，然後分析下關於 磁盤操作 中Page Cache的回寫策略。
VFS（虛擬文件系統層）
VFS是虛擬文件系統層（進程與文件系統之間的抽象層），與它相關的數據結構只存在於物理內存當中。其目的是屏蔽下層具體文件系統操作的差異，為上層的操作提供一個統一接口，正是由於VFS的存在，Linux中允許多個不同的文件系統共存。
VFS中包含著向物理文件系統轉換的一系列數據結構，如VFS超級塊、VFS的Inode、各種操作函數的轉換入口等。Linux中VFS依靠四個主要的數據結構來描述其結構信息，分別為超級塊、索引結點、目錄項和文件對象，這些數據結構大都會與磁盤上的對應上。
由於進程中File對象有獨立的文件偏移量（current file offset），因此多個進程可以讀寫文件的不同位置的數據，但是一般不建議這樣玩，因為系統不保證該情況下的寫的原子性，多進程可以通過文件鎖實現對文件內容的寫保護。
PageCache
Page cache是通過將磁盤中的數據緩存到內存中，從而減少磁盤I/O操作，從而提高性能。此外，還要確保在page cache中的數據更改時能夠被同步到磁盤上，後者被稱為page回寫（page writeback）。一個inode對應一個page cache對象，一個page cache對象包含多個物理page。
當內核發起一個讀請求時（例如進程發起read()請求），首先會檢查請求的數據是否緩存到了page cache中，如果有，那麼直接從內存中讀取，不需要訪問磁盤，這被稱為cache命中（cache hit）。如果cache中沒有請求的數據，即cache未命中（cache miss），就必須從磁盤中讀取數據。然後內核將讀取的數據緩存到cache中，這樣後續的讀請求就可以命中cache了。page可以只緩存一個文件部分的內容，不需要把整個文件都緩存進來。
當內核發起一個寫請求時（例如進程發起write()請求），同樣是直接往cache中寫入，此時不會立即同步到磁盤，而是將寫入的page設置為髒頁，並將其加入dirty list中，內核會負責定期同步到磁盤保持二者一執行。
page cache另一個主要工作是回收page釋放內存空間，此時會選擇合適的page進行釋放，如果是髒頁會先同步到磁盤然後釋放。此時是如何選擇cache頁的呢？Linux使用的策略是基於LRU改進的Two-List策略：
Two-List策略維護了兩個list，active list 和 inactive list。在active list上的page被認為是hot的，不能釋放。只有inactive list上的page可以被釋放的。首次緩存的數據的page會被加入到inactive list中，已經在inactive list中的page如果再次被訪問，就會移入active list中。兩個鏈表都使用了偽LRU算法維護，新的page從尾部加入，移除時從頭部移除，就像隊列一樣。如果active list中page的數量遠大於inactive list，那麼active list頭部的頁面會被移入inactive list中，從而位置兩個表的平衡。
觸發髒頁回寫到磁盤時機如下：
- 用戶進程調用sync() 和 fsync()系統調用；
- 空閒內存低於特定的閾值（threshold）；
- Dirty數據在內存中駐留的時間超過一個特定的閾值。
注意這裡的page cache的髒頁回寫機制可以和mmap的髒頁回寫機制做下對比，mmap會在一定時間後系統自動回寫髒頁面到磁盤，也就是說mamp中修改過的髒頁面並不會立即更新迴文件中，而是有一段時間的延遲，可以調用msync()來強制同步, 這樣所寫的內容就能立即保存到文件裡了。
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