文件底层的理解之缓冲区

一、缓冲区的初步认识

二、向文件中写数据的具体过程

三、缓冲区刷新的时机

一、缓冲区的初步认识

缓冲区其实就是一块内存区域，采用空间来换时间，可以提高使用者的效率。我们一直说的缓冲区其实是语言层面上的缓冲区，其实操作系统内部也有自己的缓冲区，但是我们一般不谈，因为操作系统在设计的时候就默认屏蔽了底层的一切细节，所有我们所谈的缓冲区就是语言层面上的缓冲区，也就是说C语言、C++等语言在设计的时候都设计了缓冲区（可以支持输入输出的格式化操作）。

上面这张图我们在之前的博客中也有所提及，我们可以看到，语言层面的缓冲区其实封装在struct file结构体内部的，也就是说，一个文件一个缓冲区。

二、向文件中写数据的具体过程

以C语言来举例，用户在调用fwrite、fputs这些函数的时候，并不是直接将数据写入到了操作系统内部（因为系统调用时有成本的），而是先将数据写入到了语言层面的缓冲区中，在数据积累到一定程度或者到了合适的时候，再由系统调用接口将数据拷贝到操作系统内部自己的缓冲区中，最后由操作系统帮我们把数据写入到磁盘当中。这就好比收发快递的过程，你把快递送到快递站，快递站并不会马上帮你发货，而是会等到快递积累到一定程度以后再统一发货，快递到达另外一个快递站后也不会直接送给用户，同样会等到快递积累到一定程度再由快递员统一配送。这就是向文件中写数据的具体过程。在用户层面，在调用fwrite、fputs这些函数的时候你只需要将数据写入缓冲区里就可以直接返回了，这大大提高了这些C语言函数的使用效率。这种设计理念与思想可能就是C语言效率高的由来。