Linux 文件I/O操作

一．           缓存区

根据应用程序对文件的访问方式，即是否存在缓冲区，对文件的访问可以分为带缓冲区的操作和非缓冲区的文件操作：

a） 带缓冲区文件操作：高级标准文件I/O操作，将会在用户空间中自动为正在使用的文件开辟内存缓冲区。

b） 非缓冲区文件操作：低级文件I/O操作，读写文件时，不会开辟对文件操作的缓冲区，直接通过系统调用对磁盘进行操作(读、写等)，当然用于可以在自己的程序中为每个文件设定缓冲区。

两种文件操作的解释和比较：

1、非缓冲的文件操作访问方式，每次对文件进行一次读写操作时，都需要使用读写系统调用来处理此操作，即需要执行一次系统调用，执行一次系统调用将涉及到CPU状态的切换，即从用户空间切换到内核空间，实现进程上下文的切换，这将损耗一定的CPU时间，频繁的磁盘访问对程序的执行效率造成很大的影响。

2、ANSI标准C库函数 是建立在底层的系统调用之上，即C函数库文件访问函数的实现中使用了低级文件I/O系统调用，ANSI标准C库中的文件处理函数为了减少使用系统调用的次数，提高效率，采用缓冲机制，这样，可以在磁盘文件进行操作时，可以一次从文件中读出大量的数据到缓冲区中，以后对这部分的访问就不需要再使用系统调用了，即需要少量的CPU状态切换，提高了效率。

二． 缓冲区类型

标准I/O提供了3种类型的缓冲区。

在文件/usr/include/stdio.h 中可以看到：

    
      

1、  全缓冲区：这种缓冲方式要求填满整个缓冲区后才进行I/O系统调用操作。对于磁盘文件的操作通常使用全缓冲的方式访问。

2、  行缓冲区：在这种情况下，当在输入和输出中遇到换行符时，标准I/O库函数将会执行系统调用操作

3、  无缓冲区是指标准I/O库不对字符进行缓存，直接调用系统调用。标准出错流stderr通常是不带缓冲区的，这使得出错信息能够尽快地显示出来。

二．           操作函数

对于任何一个给定的文件流，可以调用setbuf()和setvbuf()函数更改其缓冲区类型。

从man 手册可以看出，setbuf、buffer、setlinebuf、setvbuf都是操作文件流缓冲区的函数。这些操作函数在标准的I/O库中实现。

Setbuf()：用于改变文件流缓冲区位置，此函数第一个参数为要操作的流对象，第二个参数buf 必须指向一个长度BUFSIZ 的缓冲区。如果将buf 设置为NULL，则关闭缓冲区。如果执行成功，将返回0，否则返回非0 值。

Setvbuf()： 此函数第一个参数为要操作的流对象；第二个参数buf 必须指向一个长为BUFSIZ 的缓冲区；第三个参数为缓冲区类型（可选择无缓冲区、行缓冲区、全缓冲区），第四个参数为该buf的大小。如果指定一个不带缓冲区的流，则忽略buf和size参数。如果指定全缓冲区或行缓冲区，则buf 和size 可选择地指定一个缓冲区及其长度。此函数如果执行成功，将返回0，否则返回非0 值。