UNIX文件系统Cache机制

UNIX利用Cache来提高文件访问的速度，几乎无处不在，应当在使用中引起我们的注意，或许，你测量的机器性能就包括Cache的贡献呢！

UNIX把文件划分为一个个数据块，每一个数据块叫做一个Block。内核为每一个Block创建了唯一的一个buffer与之对应。

Buffer被内核按照数据块的编号散列在一个Hash表中，通过该Hash表，内核可以快速查找用户程序所需要的block。

处于空闲、busy、delayed to write状态的block除了会被放在hash表中，还会被放在一个叫做free block list的链表中，以便于程序方便的get和put block buffer。

当用户程序读取一个block时，首先会去hash表中查找该block是否已经有buffer，如果有，则直接从该buffer中读取数据。此时，减少了一次从物理硬盘中读取数据的操作，从而提高了速度。当该数据不在buffer中，则从free buffer list中获取一个buffer，然后调用硬盘驱动程序从物理硬盘中读取数据，填充到buffer中，供前述的用户程序读取。

在写入时，用户数据先写入到buffer中。然后有三种可能：被同步写入物理硬盘，被异步写入物理硬盘，被延迟写入。前两者大家已经比较熟悉，延迟写入针对的是不就之后就有新的用户程序改写这块block的数据的情况，则减少相应的物理硬盘写入次数，从而提高速度。

block buffer在被使用（读取、写入）之后，会被置于free buffer list中。内容并不会被立刻清除。如果新的访问操作正好命中一个被释放的block，则从里面直接取出。否则，则按照last recently accessed (FIFO)的策略取出一个free buffer并访问它。