分类: LINUX
2013-02-25 12:14:53
缓冲区
作用:在实际编程中,I/O速度取决于显示器、键盘、硬盘等I/O设备的性能,而这些设备比起CPU和内存是比较慢的。因此系统采用缓冲区的方式来减少I/O的读写,以便提高系统性能。
I/O的缓冲区的种类:1、无缓冲;2、行缓冲;3、全缓冲。
一、行缓冲:
看一个例子:
结果:
行缓冲的特性是:C标准输出先写到行缓冲区里,当遇到下列四种情况才一次性把行缓冲区的数据写到I/O设备里去:
1、遇到\n字符;
2、行缓冲区(linux默认大小为1024字节)被填满后。
3、调用冲洗缓冲区的函数:fflush等。
4、进程返回、调用exit退出、文件流关闭等。
上例中printf的作用是把"123\n456" 依次写入缓冲区,由于中途遇到\n,因此立即会把缓冲区里的所有数据——"123\n"写入I/O设备(此处是屏幕),接着的是把“456”写到缓冲区 里。“456”之后没有“\n”、缓冲区又没有满、程序死循环在while(1)里没有结束,因此“456”将永远不会输出到I/O设备里。
属于行缓冲的I/O设备通常是需要交互的I/O:键盘(默认的stdin),屏幕(默认的stdout)等。
二、全缓冲
还是上面的代码(假设生成的执行程序名为“a.ex”,并且目录下有个“b.txt”的文本),如果这样启动:
因为对于文件(文件是在硬盘上的),硬盘I/O属于全缓冲。
全缓冲的特性是:C标准输出先写到全缓冲区里,当遇到下列三种情况才一次性把全缓冲区的数据写到I/O设备里去:
1、全缓冲区被填满后。
2、调用冲洗缓冲区的函数:fflush等。
3、进程返回、调用exit退出、文件流关闭等。
上例中启动a.ex程序时,用重定向符号“>”将stdout重定向到b.txt里。由于b.txt是文件,属于硬盘I/O,所以并满足全缓冲的写入条件。属于全缓冲的I/O设备有:硬盘等。
三、无缓冲
write写文件或者屏幕等设备都是无缓冲的;stderr无论重定向到哪里都是无缓冲的。
四、最后补充一些注意:
因为unix系统中_exit 函数并不冲洗缓冲区。
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标准I/O库是带缓冲的,而stdin和stdout默认都是行缓冲。行缓冲只有在遇到行结束符’\n’时才会进行一次实际的I/O操作(当然,如果缓冲区被填满时,即使没有遇到’\n’也会进行实际的I/O操作)。
下面看一个例子:
输出结果如下,由于write在fork前,所以只会被执行一次。
将write( STDOUT_FILENO,buf, sizeof(buf)-1 );修改为printf("%s",buf);执行结果也一样。
但如果去除char buf[] ="hello world!\n";中的’\n’,执行write( STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf)-1 );呢?
执行结果如下,“hello world!”还是只执行了一次,只不过没有换行而已。
此时将write改为printf("%s",buf),执行后就会出现不同的结果:
从结果中看出,为什么printf("%s",buf);执行了两次,不是说子进程只会执行fork后的代码吗?
原因就出在那个’\n’上,由于wirte函数是不带缓冲的,fork之前调用wirte数据就写到标准输出。但是标准I/O库是带缓冲的,且如果标准输出连接到终端设备则缓冲是行缓冲,也就是说当遇到行尾标志’\n’时才会进行一次实际的I/O操作。
所以fork之前执行printf,由于没有’\n’,所以数据仍在缓冲区中,调用fork后,内核将父进程数据空间复制到子进程中,且缓冲区也被复制到 子进程中,此时的父子进程各有一个带行内容的标准I/O缓冲区,进程终止时,最终会冲洗缓冲区中的数据。