三种缓冲类型

今天来说说缓冲的事。也许你已经听说过三种缓冲模式,但是今天要讲的不止这些。

缓冲

为了减少使用read和write调用的次数,标准IO库提供了缓冲,有人可能会问,为什么要减少它们的调用次数?很明显read和write是系统调用,它们花费的时间将会更多,本文不展开描述,可以参考《库函数和系统调用》。那么有哪三种缓冲类型呢?

全缓冲

在全缓冲的情况下,在填满标准I/O缓冲区后,才进行实际的I/O操作。写磁盘文件通常就是全缓冲的。举个例子:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
/*来源:公众号【编程珠玑】
博客:https://www.yanbinghu.com
buff.c*/
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main(void)
{
/*以可读可写的方式打开*/
FILE *fp = fopen("./test.txt","w+");
if(NULL == fp)
{
perror("open file failed");
return -1;
}
/*写入内容*/
char buf[] = "wechat:shouwangxiansheng\n";
fwrite(buf,sizeof(char),sizeof(buf),fp);
//fflush(fp);
/*sleep一段时间,以便观察*/
sleep(20);
fclose(fp);
return 0;
}

我们编译并运行:

1
2
$ gcc -o buff buff.c
$ ./buff

此时观察test.txt:

1
$ cat test.txt

发现它的内容是空。

原因在于它默认是全缓冲的,因此在将内容写入文件后,并没有直接存在文件中,当程序关闭文件或者程序运行完成退出后,再次查看:

1
2
$ cat test.txt
wechat:shouwangxiansheng

发现文件已经有了内容。

除了等待程序运行完成,还可以使用fflush函数,它可以将缓冲区中的内容写入到磁盘中(终端驱动设备表示丢弃缓冲区的数据)。

所以将fwrite下面一行的注释去掉后,就可以发现,写入之后,就可以直接在文件中看到内容了。

所以当你在写一个文件,但是查看文件却没有任何写入内容时,不要一直怀疑自己的代码。

行缓冲

行缓冲指的是当遇到换行符时,或者缓冲区已经满了(一般1024字节),标准I/O库执行I/O操作。同样举个例子:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
/*来源:公众号【编程珠玑】
博客:https://www.yanbinghu.com
lineBuff.c*/
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main(void)
{
printf("wechat:shouwangxiansheng");
sleep(10);
return 0;
}

编译运行上面的程序:

1
2
$ gcc -o lineBuff lineBuff.c
$ ./lineBuff

你会发现,printf执行完了之后,内容并没有马上输出到终端,而是在程序运行完之后才输出。

聪明的你当然也知道,要想打印完后直接输出到终端,只需要改成下面这样就可以了:

1
printf("wechat:shouwangxiansheng\n");

不带缓冲

这个从字面就可以理解其意思了。同样举个例子:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
/*来源:公众号【编程珠玑】
博客:https://www.yanbinghu.com
noBuff.c*/
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main(void)
{
fprintf(stderr,"wechat:shouwangxiansheng");
sleep(10);
return 0;
}

编译运行你就会发现,运行完fprintf语句后,内容直接输出在终端,而不需要等到换行。

总结

通过上面的一些例子,我们也发现了这样一些规律:

  • 通常磁盘上的文件是全缓冲区的
  • 标准输入和标准输入通常是行缓冲的
  • 指向终端设备的流通常是行缓冲,而指向文件时,则是全缓冲
  • 为了尽可能显示错误信息,标准错误是不带缓冲的

当然这还没有完,下一篇将带你踩更多的坑。

守望 wechat
关注公众号[编程珠玑]获取更多原创技术文章
出入相友,守望相助!