Linux-缓冲区（简单理解）

bananawolf2024-04-22 15:30

1. 缓冲区是什么

缓冲区就是一段内存空间。

2. 为什么要有缓冲区

IO写入有两种：

写透模式（WT）成本高，效率低
写回模式（WB）成本低，效率高

写透模式：每次的文件写入都要立即刷新到文件所在的磁盘上，一次不论写多少大小的内容。

写回模式：先把内容存下来，存到缓冲区中，等到到了一定条件，再统一刷新到磁盘上

因为磁盘是电脑上的一个外设，也是唯一的机械设备，对其的读写速度相当慢，而内存相比磁盘是相当快的，所以如果采用写透模式，就会拖慢计算机的整体效率

写回模式采取一定的刷新策略：1.立即刷新 2.行刷新（\n）,3. 满刷新，

对应的特殊情况：1. 用户强制退出， 2. 进程退出

3. 缓冲区在哪里

那么缓冲区在哪里呢？

谁提供的函数接口，谁就要提供缓冲区的实现，缓冲区在哪里也就有根据了

比如c语言的fprintf(),就有对应的缓冲区，缓冲区由c标准库提供，他会在用户空间定义一块空间作为缓冲区。准确的说，就是在FILE结构体中

操作系统的接口write也有对应的缓冲区，在内核空间。

c语言层面的缓冲区，最后还是要给内核空间的缓冲区，c++缓冲区要给c语言的缓冲区，所以一般越底层的接口，速度越快。

cpp 复制代码

// 测试IO接口
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    close(1);
    int fd = open("log.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }

    printf("print\n");
    fprintf(stdout, "fprintf\n");
    fputs("fputs\n", stdout);
    write(fd, "write\n", sizeof "write\n");
    perror("perror");

    // fflush(stdout);
    // close(fd);
    fork();
}

没有fflush文件log.txt的内容

fflush后文件的内容

我们发现两次打印的内容不同，其中c语言的函数接口都打印了两次，而系统的打印接口只有一次

这是为什么呢？

fork创建子进程会在用户空间上刷新的时候会发生写时拷贝，缓冲区的内容也会拷贝一份，再刷新的时候就会有两份内容，而write属于内核级的内存空间，并没有影响。