Linux流设备与块设备：实现高效数据传输(linux流设备块设备)

在Linux系统中，设备可以分为两种类型：流设备和块设备。流设备是指一些以字节流方式读写数据的设备，如磁带机、串口、管道等。而块设备则是指一些以数据块方式读写数据的设备，如硬盘、U盘等。在实际应用中，我们需要根据不同的需求选择不同类型的设备来实现高效的数据传输。

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一、流设备

流设备是一些按字节流方式读写数据的设备。它们的读写操作是不支持寻道的，也就是说，在流设备上一般只能按照顺序依次读取数据。因此，流设备往往被应用在需要高速数据传输的场合，比如网络通信、数据采集等。此外，流设备也常常被用来进行进程间通信，比如管道和套接字。

在Linux系统中，流设备的读写操作是通过文件描述符来完成的。每个流设备被视为一个文件，可以用open系统调用来打开它，并获得一个文件描述符。然后，可以使用read和write等系统调用来进行数据的读写操作。

在实际应用中，我们需要注意流设备的数据缓存问题。流设备的读写操作都是直接从设备中读取或写入数据，因此数据缓存是非常重要的。比如，在进行网络通信的时候，我们需要考虑到TCP协议的滑动窗口，而这个滑动窗口实际上就是一个数据缓存区。因此，为了实现高效的数据传输，我们需要合理地组织数据缓存区，以减少读写操作的次数。

二、块设备

块设备是一些以数据块方式读写数据的设备。它们的读写操作通常是支持寻道的，也就是说，我们可以随意地读写设备上的任何数据块。因此，块设备往往被应用在需要存储大量数据的场合，比如硬盘、U盘等。

在Linux系统中，块设备也被视为一个文件，并可以被挂载到文件系统中。我们可以使用块设备来创建文件系统，并在其中存储数据。当应用程序需要读写文件时，系统会根据文件的物理地址和逻辑地址进行映射，来实现数据的读写操作。

与流设备不同的是，块设备通常支持缓存。Linux内核中有一种称为页缓存的机制，它可以将磁盘上的数据块缓存到内存中，并在需要的时候进行读写操作。页缓存的大小通常为4KB或8KB，因此，我们需要根据实际情况来进行适当调整。

三、流设备与块设备的比较

流设备和块设备都有自己的优缺点，因此我们需要根据具体的场景来选择合适的设备，以实现高效的数据传输。

对于需要高速数据传输的场合，我们可以选择流设备。由于流设备可以按顺序读写数据，因此可以大大提高数据传输的效率。此外，流设备还可用于进程间通信，比如管道和套接字。

对于需要存储大量数据的场合，我们可以选择块设备。由于块设备支持缓存，因此可以减少磁盘读写操作的次数，并提高数据的访问速度。此外，块设备还可以用于创建文件系统，并在其中存储数据。

需要注意的是，在实际应用中，流设备和块设备往往会进行组合使用。比如，在进行数据备份的时候，我们可能需要使用磁带机（流设备）来进行数据传输，并将数据存储到硬盘（块设备）中进行备份。因此，我们需要根据具体的需求来选择合适的设备，并进行组合使用，以实现高效的数据传输。

Linux流设备和块设备都是非常重要的设备类型，在实际应用中起着至关重要的作用。我们需要对它们的特点和使用方法有一定的了解，并根据实际需求进行合理选择，以实现高效的数据传输。

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• Linux┊字符设备和块设备的区别
• Linux驱动与设备节点简介 & Android内核与Linux内核的区别

Linux┊字符设备和块设备的区别

字符设备和块设备的区掘悉贺别在于前者只能被顺序读写，后者可以随机访问。大多数设备为字符设备判派，以字节为单位，实现file_operations结构体。而如磁盘为块设备，以块为单位接受输入和返回输出。实现block_device_operations结构体.

Linux驱动与设备节点简介 & Android内核与Linux内核的区别

驱动是内核的一部分，作为直接访问物理硬件的一个软件层，用于应用程序与物理硬件设备通信。内核包含多种驱动，如WIFI、USB、Audio、蓝牙、相机、显示驱动。

（1）设备驱动程序三类：字符设备驱动程序、块设备驱动程序、网络设备驱动程序；

（2）对应Linux三类设备：字符设备、块设备、网络设备；

（3）常见字符设备：鼠标、键盘、串口、控制台等；

（4）常见块设备：各种硬盘、flash磁盘、RAM磁盘等；

（5）网络设备(网络接口)：eth0、eth1，注：网络设备没有设备节点，应用程序通过Socket访问网络设备。由于网络设备面向报文，较难实现相关read、write等文件读写函数，所以驱动的实现也与字符设备和块设备不同。

Linux使用对文件一样的管理方式来管理设备，所有设备都以文件的形式存放在/dev目录下，系统中的每个字符设备或者块设备都必须为其创建一个设备文件，它包含了该设备的设备类型（块设备或字符设滚桥备）、设备号（主设备号和次设备号）以及设备访问控制属性等。设备节点通过

mknod

命令创建，也可以由Udev用户工具软件在系统启动后根据/sys目录下每个设备的实际信息创建，使用后一种方式可以为每个设备动态分配设备号。

Linux中设备节点通过“mknod”命令创建，创建时需要指定主设备号和次设备号，即指定对应的驱动程序和对应的物理设备（访问设备节点时就相当于通过其设备号访问驱动程序进而间接访问到物理设备）。主设备号用来区分不同种类的设备，而次设备号用来区分同一类大举猛型的多个设备。对于常用设备，Linux有约定俗成的编号，如硬盘的主设备号是3

理解：应用程序通过访问设备节点读取主设备号和次设备号，通过主设答枯备号找对应的驱动，通过次设备号对应到具体物理设备。注：1个驱动对应一类设备，并用唯一主设备号标识。

Linux支持的各种设备的主设备号定义在include/linux/major.h文件中，已经在官方注册的主设备号和次设备号在Documentation/devices.txt文件中。

Android系统更底层是Linux，并且在中间加上了一个Dalvik / ART的Java虚拟机，从表面层看是Android运行库。每个Android应用都运行在自己的进程上，享有Dalvik / ART虚拟机为它分配的专有实例，并支持多个虚拟机在同一设备上高效运行，虚拟机执行的是专有格式的可执行文件(.dex) – 该格式经过优化，以将内存好用降到更低。

Android内核和Linux内核的差别主要体现在如下11个方面：

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