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簇
对于磁盘的驱动来说，存在一个最小的操作单位。这个单位被称为“簇”（sector）。
块
虚拟文件系统（VFS）抽象了磁盘设备，是以块为单位，块的大小是簇的整倍数。对于操作系统在驱动程序之上的层次来说，访问磁盘数据的最小单位是“块”。即，即使你只想读取1个Byte，磁盘也至少要读取1个块；要写入1个Byte，磁盘也至少要写入一个块。
Page Cache
在虚拟文件系统层之上，是内存。这一层被称为Page Cache。这个层次是用页面（Page）来组织的。一般来讲一个页面是4KB，一个页面对应若干个“块”。
Page Cache对于磁盘IO的性能表现极度重要。比如，当通过write API写入数据到磁盘时，数据先会被写入到Page Cache。此时，这个Page被称为“dirty page”。dirty page会最终被写入到磁盘上，这个过程为称之为“写回”（writeback）。写回往往不会立刻发生。写回可能由于调用者直接使用类似于fsync这样的API，也有可能因为操作系统根据某种策略和算法决定自动写回。写回发生之前，如果机器挂了，就有可能丢失数据。这也是为什么有持久性要求的程序都需要用fsync来保证数据落地的原因。
当读取数据时，操作系统会先尝试从Page Cache里找，如果找到了就会直接返回给应用程序。如果找不到，就会触发“页错误”（Page Fault），迫使操作系统去读取磁盘数据，在Page Cache里进行缓存，然后将数据返回给上层应用程序。
应用程序
Page Cache的上层是应用程序，就是我们平时写的程序了。
在处理IO数据时，应用程序总是需要在用户态分配一段内存空间作为buffer，然后将Page Cache中的数据copy出来进行处理。处理完成后，将数据写回（copy回）到Page Cache。
如果你留意这个图，就会发现，这里会多额外两次数据的copy（并且是CPU copy）。但是有两种方法可以避免这两次copy，分别是mmap和sendfile（发送网络数据时，实现零拷贝）。
Direct IO
上面介绍的是用了Page Cache的IO一般被称为Buffered IO，与Buffered IO相对的，是Direct IO。即应用程序直接读写块设备，不再经过Page Cache。
AIO
操作系统没有完全实现AIO，一般上层（nodejs，Java NIO）都会选择用线程池+BIO来模拟文件AIO。
