上篇文章：拒绝踩坑！Windows下MySQL 8.0核心架构原理解析与纯净安装保姆级指南（附"绿色版"Navicat下载）
目录
1.缓冲区概念
缓冲区是内存空间的一部分。反过来讲，就是在内存空间中预留了一定的存储空间，这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据，这部分预留空间就叫做缓冲区。缓冲区根据其对应的是输入设备和输出设备，分为输入缓冲区和输出缓冲区。
2.缓冲区的意义
读写文件时，如果不会开辟对文件操作的缓冲区，直接通过系统调用对磁盘进行操作，那么每次对文件进行一次读写操作时，都需要使用读写系统调用来处理此操作，即需要执行一次系统调用，执⾏⼀次系统调用将涉及到CPU状态的切换，即从用户空间切换到内核空间，实现进程上下文的切换，这将损耗⼀定的CPU时间，频繁的磁盘访问对程序的执⾏效率造成很⼤的影响。
为了减少使用系统调用的次数，提⾼效率，我们就可以采⽤缓冲机制。比如我们从磁盘中取信息，可 以在磁盘⽂件进⾏操作时，可以⼀次从⽂件中读出⼤量的数据到缓冲区中，以后对这部分的访问就不 需要再使用系统调用了，等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取，这样就可以减少磁盘的读写次数，再加上计算机对缓冲区的操作快于对磁盘的操作，故应用缓冲区可大大提⾼计算机的运⾏速度。
可以看出，缓冲区就是块内存区，它在输入输出设备和CPU之间，来缓存数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作，避免低速的输入输出设备占CPU，解放出CPU，使其能够高效率工作。
3.缓冲类型
标准I/O提供了3种类型的缓冲区。
- 全缓冲区：这种缓冲方式要求填满整个缓冲区才能进行I/O系统调用操作。对于磁盘文件的操作通常使用全缓冲的方式访问。
- 行缓冲区：在缓冲情况下，当在输入和输出中遇到换行符时，标准I/O库函数将会执行系统调用操作。当所操作的流涉及一个终端时（例如标准输入和标准输出），使用行缓冲方式。因为标准I/O库每行的缓冲区长度是固定的，所以只要填满了缓冲区，即使还没有遇到换行符，也会执行1/0系统调用操作，默认行缓冲区的大小为1024。
- 无缓冲区：无缓冲区是指标准l/O库不对字符进缓存，直接调系统调。标准出错流stderr通常是不带缓冲区的，这使得出错信息能够尽快地显示出来。
除了上述默认刷新方式，下列特殊情况也会引发缓冲区刷新：
- 缓冲区满时
- 执行flush语句
- 进程结束
示例如下：
我们本使用重定向，让打印在显示器的内容写到log.txt中，但实际上并没有。
这是因为我们将1号描述符重定向到磁盘件后，缓冲区的刷新式成为了全缓冲。我们写的内容并没有填满整个缓冲区，导致并不会将缓冲区的内容刷新到磁盘文件中。可以使用fflush强制刷新下缓冲区。
4.FILE
因为IO相关函数与系统调用接口对应，并且库函数封装系统调用，所以本质上，访问件都是通过fd访问的。
所以C库当中的FILE结构体内部，必定封装了fd。
cpp
1 #include <stdio.h>
2 #include <string.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <sys/stat.h>
5 #include <sys/types.h>
6 #include <sys/fcntl.h>
7
8 int main()
9 {
10 // C库函数
11 printf("hello printf\n");
12 fprintf(stdout, "hello fprintf\n");
13 const char *msg1 = "hello fputs\n";
14 fputs(msg1, stdout);
15
16 // 系统调用
17 const char *msg2 = "hello write\n";
18 write(1, msg2, strlen(msg2));
19
20 fork();
21
22 return 0;
23 }其运行结果，和对进程实现输出重定向后的结果：
可以发现printf和fprintf（库函数）都输出了2次，而write只输出了一次（系统调用）。这与fork有关：
- 一般C库函数写入文件时是全缓冲的，而写入显示器是行缓冲。
- printf和fprintf 库函数会自带缓冲区（以前案例可以说明：Linux：第一个程序--进度条|区分回车与换行|行缓冲区|进度条代码两个版本|代码测试与优化），当发生重定向到普通文件时，数据的缓冲方式由行缓冲变为了全缓冲。
- 而放在缓冲区中的数据，就不会被立即刷新，甚至fork之后
- 进程退出后，会统一刷新，写入文件中
- 在fork时，父子数据会发生写时拷贝，所以当父进程准备刷新时，子进程也有了同样的一份数据，随机产生两份数据。
- write没有变化，说明没有所谓的缓冲。
综上：printf fprintf 库函数会自带缓冲区，而write系统调用没有带缓冲区。另外，我们这所说的缓冲区，都是用户级缓冲区（也被叫做"语言缓冲区"）。其实为了提升整机性能，OS也会提供相关内核级缓冲区，不过不再我们讨论范围之内。
那这个缓冲区谁提供呢？ printf fprintf是库函数，write是系统调，库函数在系统调的"上层"，是对系统调用的"封装"，但是write没有缓冲区，而printf fprintf有，足以说明，该缓冲区是二次加上的，又因为是C，所以由C标准库提供。
如果有兴趣，可以看看FILE结构体：typedef struct _Io_FILE FILE;
在/usr/include/stdio.h中
在/usr/include/libio.h中
cpp
246 struct _IO_FILE {
247 int _flags; /* High-order word is _IO_MAGIC; rest is flags. */
248 #define _IO_file_flags _flags
249
250 /* The following pointers correspond to the C++ streambuf protocol. */
251 /* Note: Tk uses the _IO_read_ptr and _IO_read_end fields directly. */
252 char* _IO_read_ptr; /* Current read pointer */
253 char* _IO_read_end; /* End of get area. */
254 char* _IO_read_base; /* Start of putback+get area. */
255 char* _IO_write_base; /* Start of put area. */
256 char* _IO_write_ptr; /* Current put pointer. */
257 char* _IO_write_end; /* End of put area. */
258 char* _IO_buf_base; /* Start of reserve area. */
259 char* _IO_buf_end; /* End of reserve area. */
260 /* The following fields are used to support backing up and undo. */
261 char *_IO_save_base; /* Pointer to start of non-current get area. */
262 char *_IO_backup_base; /* Pointer to first valid character of backup area */
263 char *_IO_save_end; /* Pointer to end of non-current get area. */
264
265 struct _IO_marker *_markers;
266
267 struct _IO_FILE *_chain;
268
269 int _fileno;
270 #if 0
271 int _blksize;
272 #else
273 int _flags2;
274 #endif
275 _IO_off_t _old_offset; /* This used to be _offset but it's too small. */
276
277 #define __HAVE_COLUMN /* temporary */
278 /* 1+column number of pbase(); 0 is unknown. */
279 unsigned short _cur_column;
280 signed char _vtable_offset;
281 char _shortbuf[1];
282
283 /* char* _save_gptr; char* _save_egptr; */
284
285 _IO_lock_t *_lock;
286 #ifdef _IO_USE_OLD_IO_FILE
287 };5.完成一个简单的libc库
手写一份stdio，包含输出缓冲区，char 数组模拟，fopen,fclose,fwrite,fflush。
请结合下篇文章食用：
本章完。