在現代計算機系統中，cpu，ram，disk的速度不相同，按速度高低排列
為：cpu>ram>disk。cpu與ram之間、ram與disk之間的速度差異常常是指數級。同時，它們之間的處理容量也不相同，其差異也是指數級。為了在速度和容量上折中，在cpu與ram之間使用cpu cache以提高訪存速度，在ram與磁碟之間，作業系統使用page cache提高系統對檔案的訪問速度。
作業系統在處理檔案時，需要考慮兩個問題：
1. 存放在磁碟上的檔案讀寫速度比記憶體差了乙個數量級。
2. 檔案載入到記憶體一次，供多個程式共享。
例如，在windows系統中，乙個程序中常常包含各種系統dll模組，其大約占用15mb空間，如果這些dll不被共享，將會占用大量的系統記憶體。
作業系統使用page cache機制解決上面的兩個問題。
以下是乙個應用程式事例，在linux下， render程序對sence.dat檔案的操作步驟如下：
當render程式從sence.dat中讀取了12kb資料之後，系統的頁面記憶體可能如下：
對於系統的所有檔案i/o請求，作業系統都是通過page cache機制實現的，對於作業系統而言，磁碟檔案都是由一系列的資料塊順序組成，資料塊的大小隨系統不同而不同，x86 linux系統下是4kb(乙個標準頁面大小)。核心在處理檔案i/o請求時，首先到page cache中查詢(page cache中的每乙個資料塊都設定了檔案以及偏移資訊)，如果未命中，則啟動磁碟i/o，將磁碟檔案中的資料塊載入到page cache中的乙個空閒塊。之後再copy到使用者緩衝區中。
在使用mmap呼叫時，系統並不是馬上為其分配記憶體空間，而僅僅是新增乙個vma到該程序中，當程式訪問到目標空間時，產生缺頁中斷。在缺頁中斷中，從pagecaches中查詢要訪問的檔案塊，若未命中，則啟動磁碟i/o從磁碟中載入到pagecaches。然後將檔案塊在pagecaches中的物理頁對映到程序mmap位址空間。
當程式退出或關閉檔案時，系統是否會馬上清除page caches中的相應頁面呢？答案是否定的。由於該檔案可能被其他程序訪問，或該程序一段時間後會重新訪問，因此，在物理記憶體足夠的情況下，系統總是將其保持在page caches中，這樣可以提高系統的整體效能(提高page caches的命中率，盡量少的訪問磁碟)。只有當系統物理記憶體不足時，核心才會主動清理page caches。
當程序呼叫write修改檔案時，由於page cache的存在，修改並不是馬上更新到磁碟，而只是暫時更新到page caches中，同時mark 目標page為dirty，當核心主動釋放pagecaches時，才將更新寫入磁碟(主動呼叫sync時，也會更新到磁碟)。
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