Linux系统编程IO标准缓冲区

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Linux系统编程IO标准缓冲区相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

00. 目录

文章目录

01. 缓冲区概述

标准I/O提供了三种类型的缓冲:

1、全缓冲

在填满标准I/O缓冲区后才进行实际I/O操作。常规文件(如普通文本文件)通常是全缓冲的。

2、行缓冲

当在输入和输出中遇到换行符时,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。标准输入和标准输出对应终端设备(如屏幕)时通常是行缓冲的。

3、不带缓冲

用户程序每次调库函数做写操作都要通过系统调用写回内核(如系统调用函数)。标准错误输出通常是无缓冲的,这样用户程序产生的错误信息可以尽快输出到设备。

02. 全缓冲

测试代码:

int main(int argc, char *argv[])
{
	FILE *fp = NULL;
	// 读写方式打开,文件不存在则创建
	fp = fopen("test.txt", "w+");
	if(NULL == fp)
	{
		printf("open error\\n");
		return 1;
	}
	char *str = "C++程序员\\n";
	fwrite(str, 1, strlen(str), fp);	// 往文件写内容
	while(1);	// 程序阻塞在这里
 
	return 0;
}

运行程序发现,test.txt并没有内容。因为常规文件通常是全缓冲的,只有缓冲区满了后,才会把内容写到文件中。接下来,我们改一下上面那个例子。

测试代码:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	FILE *fp = NULL;
	// 读写方式打开,文件不存在则创建
	fp = fopen("test.txt", "w+");
	if(NULL == fp)
	{
		printf("open error\\n");
		return 1;
	}
	char *str = "test\\n";
	int i = 0;
	while(i <= 512){	// 缓冲区大小不确定,i的大小只是一个调试值
		fwrite(str, 1, strlen(str), fp);	// 往文件写内容
		i++;
	}
	while(1);	// 程序阻塞在这里
 
	return 0;
}

上面的例子是循环给文件写内容,让缓冲区有填满的可能,结果发现,文件是有内容的。实际上要想成功给文件写进内容,除了缓冲区填满,还有别的方法。

2.1 人为关闭文件,就算缓冲区没有填满,内容也会写进文件

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	FILE *fp = NULL;
	// 读写方式打开,文件不存在则创建
	fp = fopen("test.txt", "w+");
	if(NULL == fp)
	{
		printf("open error\\n");
		return 1;
	}
	char *str = "test ok\\n";
	fwrite(str, 1, strlen(str), fp);	// 往文件写内容
	fclose(fp);		// 人为关闭文件,就算缓冲区没有填满,内容也会写进文件
	
	while(1);	// 程序阻塞在这里
 
	return 0;
}

2.2 程序正常结束,就算缓冲区没有填满,没有关闭文件,内容也会写进文件。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	FILE *fp = NULL;
	// 读写方式打开,文件不存在则创建
	fp = fopen("test.txt", "w+");
	if(NULL == fp)
	{
		printf("open error\\n");
		return 1;
	}
	char *str = "test ok\\n";
	fwrite(str, 1, strlen(str), fp);	// 往文件写内容
	
	return 0;
	// 程序正常结束,就算缓冲区没有填满,没有关闭文件,内容也会写进文件。
}

03. 行缓冲

#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("hello test");
	while(1);
	
	return 0;
}

运行这个程序,会发现 hello test并没有打印到屏幕上。因为标准输入和标准输出对应终端设备时通常是行缓冲的,当在输入和输出中遇到换行符时,标准I/O库执行I/O操作。如下:

#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("hello test\\n");
	while(1);
	
	return 0;
}

除了遇到换行符,还有别的方法可以执行I/O操作。

3.1 缓冲区满

int main(int argc, char *argv[])
{
	while(1)
    {	
        // 循环打印,总有缓冲区填满的可能
		printf("hello sunplusedu");
	}
	while(1);
	
	return 0;
}

3.2 人为刷新缓冲区

#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("hello test");
	fflush(stdout);	// 人为刷新
 
	while(1);
	
	return 0;
}

3.3 程序正常结束

#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("hello sunplusedu");
	
	return 0;
	// 程序正常结束
}

04. 不带缓冲区

#include <unistd.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	char *str = "hello test";	
	// 有没有\\n,缓冲区有没有填满,都没关系
	write(1, str, strlen(str));	// 往标准输出写内容
	while(1);
	
	return 0;
}

Linux系统调用中的IO函数一般不带有缓冲区。

05. 附录

以上是关于Linux系统编程IO标准缓冲区的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Linux系统编程——深度理解5种IO模型

Linux系统编程——深度理解5种IO模型

Android C++系列:Linux文件IO操作

yuchuan_Linux_C 编程之七系统IO函数

1.Linux标准IO编程

Linux学习_系统文件IO