< Linux >缓冲区

在上一篇文件的重定向,通常会涉及文件描述符的操控。文件描述符1(fd 1)通常代表着标准输出(stdout),它默认是指向用户的终端或控制台。当执行文件重定向操作时,如果我们关闭文件描述符1,并打开一个新的文本文件,这个新的文本文件将会接管原本分配给文件描述符1的位置。这意味着,从此刻起,所有原本应该输出到标准输出的内容(比如通过printf函数输出的内容)将会被写入到这个新的文本文件中。

如果在这个过程中,我们使用cat命令来读取这个文本文件的内容,并尝试输出到标准输出,我们在终端上将看不到任何输出,因为标准输出已经被重定向到了文本文件。只有在关闭了重定向到文本文件的文件描述符之后,标准输出才会恢复到终端,此时通过printf函数输出的内容才会再次显示在终端上。

本文就是针对这一现象的解释。其中就涉及到缓冲区。

缓冲区的本质是什么?为什么要有缓冲区??缓冲区在哪里??

细读本文,会有新发现。

什么是缓冲区?

本质就是一块内容!

缓冲区的作用

假如你身处广东,你想给北京的朋友送一份礼物。

  • 当然你可以立刻出发(坐车、坐飞机)

在花费大半个的时间后,你终于到达你的朋友身边,将礼物交给他!

  • 在过了一年,你又想给你的朋友礼物。但是想起来上一次的经历!千辛万苦、花费大量时间和金钱

这一次,你到学校的快递站。将礼物交给快递员,没过俩天。你的礼物就被送到朋友手上!

将上述的事情抽象:

进程将数据交给缓冲区,缓冲区来统一将数据管理,并送出。

缓冲区管理的好处:

由于有了缓冲区,那么就可以积累一定量的数据,再统一发送!

提高发送的总效率。

缓冲区刷新的方式

由于缓冲区能够暂存数据,那么必须要有能够刷新的方式

  • 无缓冲(立即刷新)
  • 行缓冲(行满了就刷新)
  • 全缓冲(缓冲区满了就刷新)

一般策略:

强制刷新

进程结束退出时,要刷新缓冲区

一般对于显示器文件,是行缓冲。

对于磁盘文件是全缓冲(写满了,在刷新)

样例

复制代码
  1 #include<stdio.h>
  2 #include<string.h>
  3 #include<unistd.h>
  4 
  5 int main()
  6 {
  7   fprintf(stdout,"C hellow fp\n");
  8   printf("C hellow p\n");
  9   fputs("C hellow fput\n",stdout);                                                                          
 10   const char *str="system call \n";
 11   write(1,str,strlen(str));
 12 
 13   fork();
 14   return 0;
 15 
 16 }

在上述的例子中,通过fprintf,printf,fput,这些C语言的接口,和write系统调用的接口向显示器写入5句话,之后fork创建子进程。

  1. 编译运行进程,能够按顺序得到五个字符串

当我们直接向显示器打印的时候,显示器对应的文件是行刷新,而我们的字符串每一句话后面都有\n !fork()之前内容已经全部被刷新。

2.重定向到log.txt

系统调用在前,fprintf fprint和fput都被调用了俩次!

分析问题

我们重定向到log.txt本质就不是往显示器文件输出了,而是往磁盘,刷新方式变味了全刷新。

全缓冲意味着缓冲区的空间会更大于行缓冲,我们写入的简单数据,势必不能将缓冲区写满。fork执行的时候,缓冲区得不到刷新,数据依旧在缓冲区里。

对于系统调用的write只被刷新一次,说明系统调用缓冲区有所不同。

结论:

目前我们谈到的缓冲区都是C语言的缓冲区,和OS没有关系,是操作系统的!

fork()退出后,任意一个进程在退出的时候,就要发生写时拷贝。

write调用是直接写到OS中,没有使用C语言的缓冲区。

C语言的缓冲区在哪里!

封装在file*的结构体里

FILE* 的结构体内不仅封装了fd文件描述符,还包含buffer的缓冲区。日常中,我们使用最多的就是C/C++的缓冲区!

在使用printf和fprintf的C结口函数时,并不是调用write函数,而是把数据写入结构体里的缓冲区。

当数据积累到一定规则后,调用write函数,将C语言缓冲区的数据写入OS的缓冲区中

这就是C语言的缓冲区,充当了一个中介。

总结

缓冲区能提高调用者的效率,减少磁盘的读写次数。

缓冲区刷新的规则有全缓冲、无缓冲、行缓冲。

显示器一般是行缓存,磁盘文件是全缓冲。

我们平时说的缓冲区是C/C++的,每一个file*结构体都有一个C/C++缓冲区

相关推荐
是垚不是土15 分钟前
Prometheus接入“飞书“实现自动化告警
运维·安全·自动化·github·飞书·prometheus
用户31187945592181 小时前
libopenssl-1_0_0-devel-1.0.2p RPM 包安装教程(openSUSE/SLES x86_64)
linux
天航星2 小时前
Docker 安装 Jenkins
java·运维·jenkins
未来之窗软件服务2 小时前
操作系统应用开发(二十四)RustDesk 404错误—东方仙盟筑基期
服务器·远程桌面·仙盟创梦ide·东方仙盟·rustdek
waves浪游2 小时前
Linux基本指令(中)
linux·运维·python
zwhy03113 小时前
TCP服务器设计思路
linux·服务器·网络
荣光波比3 小时前
Docker(三)—— Docker Compose 编排与 Harbor 私有仓库实战指南
运维·docker·容器·云计算
落日漫游3 小时前
DockerCE与cri-docker核心区别解析
运维·docker·kubernetes
-水火-3 小时前
【IDE】Linux下使用openocd烧录bin文件
linux·ide·openocd·bin
YongCheng_Liang3 小时前
Linux 基础命令的 7 大核心模块
linux·运维·服务器