页面缓存（Page Cache）

我们知道文件一般存放在硬盘（机械硬盘或固态硬盘）中，CPU 并不能直接访问硬盘中的数据，而是需要先将硬盘中的数据读入到内存中，然后才能被 CPU 访问。

由于读写硬盘的速度比读写内存要慢很多（DDR4 内存读写速度是机械硬盘500倍，是固态硬盘的200倍）。为了避免每次读写文件时，都需要对硬盘进行读写操作，Linux 内核会以页大小（4KB） 为单位，将文件划分为多数据块，当用户对文件中的某个数据块进行读写操作时，内核首先会申请一个内存页（称为页缓存）与文件中的数据块进行缓存，如下图所示：

如上图所示，当用户对文件进行读写时，实际上是对文件的页缓存进行读写。所以对文件进行读写操作时，会分以下两种情况进行处理：

1. 当从文件中读取数据时，如果要读取的数据所在的页缓存已经存在，那么就直接把页缓存的数据拷贝给用户即可。否则，内核首先会申请一个空闲的内存页（页缓存），然后从磁盘中读取数据到页缓存，并且把页缓存的数据拷贝给用户。
2. 当向文件中写入数据时，如果要写入的数据所在的页缓存已经存在，那么直接把新数据写入到页缓存即可。否则，内核首先会申请一个空闲的内存页（页缓存），然后把新数据写入到页缓存中。对于被修改的页缓存，内核会定时把这些页缓存刷新到磁盘上。