一、缓存写入

进程写磁盘时，缓存有三种策略

不缓存：高速缓存不去缓存任何写操作，当写入时直接跳过缓存，写到磁盘，同时使缓存中数据失效。

写透：自动更新内存缓存，同时更新磁盘文件，有利于保持缓存一致性。

回写：将页高速缓存中被写入的页面标记成“脏”，并加入到脏页链表。由回写进程周期性将脏页写到磁盘。清理“脏”页标识。方便合并更多数据再一次刷新。

二、缓存回收

缓存内容需要置换，清除内容为更重要缓存项腾出位置，需要确定缓存中内容被清除的策略即缓存回收策略。

先选择干净页进行简单替换，不够再进行回写操作。难点在于什么内容应该回收。有LRU和双链策略。

缓冲区高速缓存

一个缓冲是一个物理磁盘块在内存里的表示。缓冲的作用就是映射内存中的页面到磁盘块，减少磁盘访问。

三、flusher线程

在内存中累积起来的脏页最终要写入磁盘，在2.6内核中，由一群内核线程（flusher线程）执行。回写机制的实现代码在fs/fs-writeback.c中，flusher线程实现代码在mm/page-writeback.c和mm/backing-dev.c中。在以下3种情况发生时，脏页被写回磁盘：

当空闲内存低于一个特定的阈值时，内核必须将脏页写回磁盘以便释放内存，因为只有干净内存才可以被回收。内存干净后，内核就从缓存清理数据，收缩缓存，最终释放内存。----->flusher线程在系统空闲内存低于一个特定阈值（dirty_background_ratio）时被唤醒，随后调用bdi_writeback_all()刷写脏页，直到：已有指定最小数目的页被写出到磁盘或者空闲内存数超过阈值。----->减轻系统中内存不足的压力。
当脏页在内存中驻留时间超过一个特定的阈值时，内核将超时脏页写回磁盘。------>系统启动时，内核初始化一个定时器，周期性唤醒flusher线程（和空闲内存是否过低无关），随后运行wb_writeback()将在内存中驻留时间超过dirty_expire_interval的脏页写出。然后定时器再次被初始化为dirty_expire_centisecs秒后唤醒flusher线程------>确保脏页不会无限期驻留在内存中。
当用户进程调用sync()和fsync()系统调用时，内核会执行回写动作。

1.膝上型计算机模式

页回写策略分为膝上型计算机模式和传统页回写策略。膝上型计算机模式除了当缓存中的页面太旧时要执行回写外，flusher还会找准磁盘运转时机，把所有其他物理磁盘I/O、刷新脏缓冲等写回到磁盘，保证不会专门主动激活磁盘运行。

dirty_expire_interval和dirty_writeback_interval必须设的更大。

2.bdflush、kupdated和pdflush

只有内存过低和缓冲数量过大时，bdflush才刷新缓冲，有两点与flusher不同：系统中只有一个bdflush，flusher数目根据磁盘数量变化；bdflush基于缓冲，将脏缓冲写回磁盘，flusher基于页面，将脏页面写回磁盘。

kupdated例程周期地写回脏页，和pdflush的wb_writeback()提供同样的服务。

在2.6内核中，bdflush和kupdated让路给了pdflush线程-----page dirty flush.pdflush线程的执行和flusher类似。区别在于：pdflush线程数目2-8动态调整；与任何任务无关，是面向系统所有磁盘的全局任务，很容易在拥塞的磁盘上绊住。

避免拥塞的方法：使用多线程

单个bdflush可能堵塞在某个设备的已拥塞请求队列上，不能使所有磁盘处于饱和状态，2.6内核使用多个flusher线程使每个磁盘处于忙碌状态。当每个pdflush线程在同一个拥塞的队列上挂起时，采用拥塞回避策略：主动尝试从那些没有拥塞的队列回写页。

flusher线程在2.6.32内核系列中取代pdflush，当前flusher线程模型和具体块设备关联。2.6内核系列比早期内核可让磁盘利用更饱和，在每个磁盘上都维护更高的吞吐量。

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