图展示了文件IO的主要手段。
1 文件IO
图中红色箭头描述的部分。APP想要和文件系统的文件进行读写，主要通过内核的交互，主要通过open/close/read/write/lseek/fsync等系统调用交互。内核为了加速读写速度，需要在内核中维护cache加速读取效率和减少写入次数。缓冲区需要通过fsync等操作确认落盘。上述open、close、read、write等函数可能会调用出错，出错时可以通过查errno出错码，做出相应的补救措施。
内核打开文件时可以指定文件不需要cache进行直接IO（O_DIRECT），这种绕过内核的IO方式叫做kernel bypass。bypass在高性能网络通信中应用很多，不用内核tcp栈，而在用户态实现通信的方式目前很流行。
以及可以指定文件read/write时以非阻塞形式（读写受阻时直接返回）执行（O_NONBLOCK）。
标准输入、输出、出错的预定义是
STDIN_FILENOSTDOUT_FILENOSTDERR_FILENO
linux提供了posix_fadvise()系统调用，可以预加载部分数据到内核缓冲区，优化读取性能。
2 裸盘IO
有些时候，读写需要透过文件系统，直接与磁盘读写操作。也就是和没格式化的文件打交道。这时，采用的是图中蓝色箭头部分。裸盘读写会在内核的另一个buffer中进行缓存。
注意区分内核的cache和buffer，是两块区域。
3 用户缓冲IO
图中黄色箭头描述的部分。磁盘是块设备，读写操作以块大小或整数倍进行操作时，性能表现更好。因此，在用户态设置缓冲区，有助于提高IO速度。标准库提供了一套很好的用户态缓冲区方案。
stdio.h中提供的FILE文件指针方案，函数包括fopen/fdopen/fclose/fcloseall/fgetc/fputc/fgets/fputs/fread/fwrite
/fseek/fsetpos/rewind/ftell/fgetpos/fflush
标准库提供了配置缓存的方法：setbuf()和setvbuf()。缓冲区一般可以配置成无缓冲、行缓冲、块缓冲方式。一般需要交互的文件（标准输入输出）等都是行缓冲，遇到\n会触发写盘；正常的磁盘文件是块缓存，缓冲区满后会自动写盘。
注意fflush只保证用户态缓冲区写入到内核，通常为了保证数据落盘，需要让fflush和fsync配合一起使用。
标准IO库，需要经历两个缓冲区才能访问到磁盘数据。
预定义：stdin, stdout, stderr
4 存储映射
除此之外，文件可以映射到进程的虚拟内存空间中，像操作内存那样操作文件。主要的函数：mmap/munmap/msync。mmap映射文件，munmap取消映射，msync保证数据落盘。
划重点：
app要进行文件IO既可以通过内核接口，也可以通过第三方库接口。内核里有两个缓冲区，分别对应文件系统读写和设备读写。库函数读写缓冲区是另一层缓冲区，一般都是磁盘块大小的整数倍，常见的就4K对齐。库函数IO交互时，数据要通过两层缓冲区。
内核可以直接进行IO，不用cache/buffer。
数据落盘操作是必须的。fsync、fflush、msync。
文件映射的方式操作文件很方便，并可以用作进程间通信的媒介。
