io系统为什么要引入缓冲区 IO操作中的缓冲区设计

1、减少io操作对cpu的影响

当系统进行io操作时，cpu的处理速度比硬盘的读写速度快得多，这样就会导致cpu需要等待硬盘的读写操作完成才能继续执行下一步指令，这就降低了cpu的效率。引入缓冲区可以将io操作和cpu处理操作分开，缓冲区作为“中间人”，在硬盘和cpu之间传递数据，这样就可以让cpu不需要等待硬盘的读写操作，从而提高cpu的效率。

2、提高io操作的效率

在io操作时，如果每次都需要访问硬盘来读写数据，那么速度会受到硬盘的影响，导致io操作的效率较低。而引入缓冲区后，可以把可以把多次需要读写的数据先存储在缓冲区中，这样可以减少访问硬盘的次数，从而提高io操作的效率。

另外，缓冲区还可以对数据进行合并和排序，从而进一步提高io操作的效率。

3、提高系统吞吐量

引入缓冲区后，可以让io操作和cpu处理操作进行并行处理，提高系统的吞吐量。在io操作时，硬盘可以同时向缓冲区传输数据，而cpu可以同时从缓冲区中读取数据进行处理，这样就可以最大化地利用系统资源，提高系统的吞吐量。

4、保证数据的完整性和一致性

在进行io操作时，如果没有引入缓冲区，数据可能会直接从硬盘读取或直接写入硬盘中，这样可能会导致数据的不完整或一致性的问题。而引入缓冲区后，可以在缓冲区中进行数据的读写操作，等到所有数据都处理完毕后，再将数据一次性写入硬盘中，从而保证数据的完整性和一致性。