标准I/O的缓冲及效率

1。缓冲

   在文件I/O的效率《UNIX环境高级编程》中可以看到对于不同的BUFFSIZE，效率是不一样的，作者从用户CPU、系统CPU、时钟时间、循环次数方面进行比较，发现系统CPU时间的最小值出现在BUFFSIZE为4096处，继续增加缓冲区长度对此时间几乎没有影响。

   标准I/O库提供缓冲的目的就是尽可能减少使用read和write调用的次数，从而尽可能减少系统CPU时间，从而提高效率。

   标准I/O提供了三种类型的缓冲：

• 全缓冲，在这种情况下，在填满标准I/O缓冲区后才进行实际的I/O操作，填满一个缓冲区后，标准I/O例程会自动flush缓冲区，当然用户也可以调用fflush()函数强制刷新缓冲区
• 行缓冲，在这种情况下，当在输入或输出时遇到换行符时，标准I/O库执行I/O操作，这允许我们使用标准I/O函数fputc()一次输出一个字符，直到换行符或停止符时才进行实际的I/O操作。要注意的是，因为标准I/O库用来收集每一行的缓冲区的长度是固定的，所以只要填满了缓冲区，那么即使还没有写一个换行符，也进行I/O操作。
• 不带缓冲，比如标准出错流stderr通常是不带缓冲的。

   可以使用setbuf()或setvbuf()设置缓冲，一般而言，应由系统选择缓冲区的长度，并自动分配缓冲区，在这种情况下关闭此流时，标准I/O库将自动释放缓冲区．

2.效率

   主要从读写流方面来考察标准I/O的效率问题，打开流后，有三种不同类型的非格式化I/O进行选择

• 每次读写一个字符,主要是fgetc()与fputc()函数
• 每次一行，主要是fgets()与fputs()函数
• 直接I/O，函数fread和fwrite支持这种用法

   从统计来讲，标准I/O性能是一定差于直接使用read和write的I/O操作，同时fgetc又差于fgets，效率不高与其需要复制的数据量有关系(fgets或fputs需要复制两次数据)，因此出现在快速I/O(fio)、sfio等变种。