标准IO缓冲详解全缓冲、行缓冲、不缓冲

标准I/O库提供缓冲的目的是尽可能地减少使用read和write调用的次数。他也对每个I/O流自动地进行缓冲管理,从而避免了应用程序需要考虑这一点所带来的麻烦。不幸的是,标准I/O库最令人迷惑的也是他的缓冲。

 
标准I/O提供了三种类型的缓冲:
 
1、全缓冲。这种情况下,在填满标准I/O缓冲区后才进行实际I/O操作。对于驻留在磁盘上的文件通常是由标准I/O库实施全缓冲。一个流上执行第一次I/O操作时,相关标准I/O函数通常调用malloc获得需使用的缓冲区。
 
术语冲洗说明I/O缓冲区的写操作。缓冲区可由标准I/O例程自动冲洗,或者可以调用函数fflush冲洗一个流。值得引起注意的是在UNIX环境中,flush有两种意思。在标准I/O库方面,flush意味着将缓冲区中的内容写到磁盘上。在终端驱动程序方面flush表示丢弃已存储在缓冲区中的数据。
 
2、行缓冲。在这种情况下,当在输入和输出中遇到换行符(‘\n’)时,标准I/O库执行I/O操作。这允许我们一次输出一个字符,但只有在写了一行之后才进行实际I/O操作。当流涉及一个终端时,通常使用行缓冲。
 
对于行缓冲有两个限制。第一,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,那么即使没有写一个换行符,也进行I/O操作。第二,任何时候只要通过标准I/O库要求从a一个不带缓冲的流,或者b一个行缓冲的流得到输入数据,那么就会造成冲洗所有行缓冲输出流。在b中带了一个在括号中的说明,其理由是,所需的数据可能已在缓冲区中,他并不需求在需要数据时才从内核读数据。很明显,从不带缓冲的一个流中进行输入要求当时从内核得到数据。
 
3、不带缓冲。标准I/O库不对字符进行缓冲存储。例如,如果用I/O函数fputs写15个字符到不带缓冲的流中,则该函数很可能用write系统调用函数将这些字符立即写至相关联的打开文件中。
 
标准出错流stderr通常是不带缓冲的,这就使得出错信息可以尽快显示出来,而不管它们是否含有一个换行符。
 
ISO C要求下列缓冲特征:
 
当且仅当标准输入和标准输出并不涉及交互式设备使,他们才是全缓冲的。
 
标准出错绝不会使全缓冲的。
 
但是,这并没有告诉我们如果标准输入和标准输出涉及交互式设备时,他们是不带缓冲的还是行缓冲的;以及标准出错时不带缓冲的还是行缓冲的。很多系统默认使用下列类型的缓冲:
 
标准出错是不带缓缓冲的。
 
如若是涉及终端设备的其他流,则他们是行缓冲的;否则是全缓冲的。
 
对任何一个给定的流,如果我们并不喜欢这些系统默认的情况,则可调用下列函数中的一个更改缓冲类型:
 
void setbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf)
 
int setvbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf,int mode,size_t size)
 
看个小例子
 
源程序:
 
[root@happy src]# cat simplefork.c
 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int globa = 4;
int main (void )
{
pid_t pid;
int vari = 5;
printf ("before fork\n" );
 
if ((pid = fork()) < 0){
  printf ("fork error\n");
  exit (0);
}else if (pid == 0){
  globa++ ;
  vari--;
  printf("Child changed\n");
}else
  printf("Parent did not changde\n");
  printf("globa = %d vari = %d\n",globa,vari);
  exit(0);
}
 
执行结果:
 
输出到标准输出
 
[root@happy bin]# ./simplefork
 
before fork
 
Child changed
 
globa = 5 vari = 4
 
Parent did not changde
 
globa = 4 vari = 5
 
 
重定向到文件时before fork输出两边
 
[root@happy bin]# ./simplefork>temp
 
[root@happy bin]# cat temp
 
before fork
 
Child changed
 
globa = 5 vari = 4
 
before fork
 
Parent did not changde
 
globa = 4 vari = 5
 
分析直接运行程序时标准输出是行缓冲的,很快被新的一行冲掉。而重定向后,标准输出是全缓冲的。当调用fork时before fork这行仍保存在缓冲中,并随着数据段复制到子进程缓冲中。这样,这一行就分别进入父子进程的输出缓冲中,余下的输出就接在了这一行的后面。
posted on 2014-01-09 12:00  思过崖  阅读(1341)  评论(0编辑  收藏  举报