【Linux IO基础】缓冲区

概念

缓冲区的主要作用是提高效率 --- 提高使用者的效率,因为有缓冲区的存在,我们可以积累一部分再统一发送,提高发送的效率。

刷新方式

缓冲区因为能够暂存数据,必定要有一定的刷新方式:

一般策略:

  • 无缓冲(立即刷新)

  • 行缓冲(行刷新)

  • 全缓冲(缓冲区满了,再刷新)

特殊情况:

假如快递站是缓冲区,那么如果一直等到缓冲区满了,客人往往会不耐烦,因此也有别的刷新方式:

  • 强制刷新

  • 进程退出的时候,一般要进行刷新缓冲区

    一般对于显示器文件:行刷新(行缓冲)

    对于磁盘上的文件:全缓冲(缓冲写满,再刷新)

示例

可以看到myfile里只有四条打印的代码,但是重定向log里却有七条信息,这是为什么?

  1. 当我们直接向显示器打印的时候,显示器文件的刷新方式是行刷新!而且你的代码 输出所有的字符串,都有\n,fork之前,数据全部已经被刷新,包括syystemcall

  2. 重定向到log.txt,本质是向磁盘文件中写入(不是显示了哦!),我们系统对于数据的刷新方式已经由行刷新,编程了全缓冲!

  3. 全缓冲比意味着缓冲区变大,实际写入的简单数据,不足以把缓冲区写满,fork执行的时候,数据依旧在缓冲区中!

  4. 我们所谈的"缓冲区",和操作系统是没有关系的,只能和C语言本身有关!(因为fprintf/printf/fputs底层都是封装的write)

  5. C/C++提供的缓冲区,里面一定保存的是用户的数据,属不属于当前进程在运行时自己的数据呢?属于! 如果我们把数据交给了操作系统,这个数据就属于操作系统,不属于我自己的。

  6. 当进程退出的时候,一般要进行刷新缓冲区,即便你的数据没有满足刷新条件! ''刷新缓冲区''属于清空或者"写入"操作。

  7. fork立马退出,任意一个进程在退出的时候刷新缓冲区,就要发生写时拷贝!!!而write系统调用,没有使用C的缓冲区,它是直接把数据写入到操作系统,数据也就不属于进程,不发生写时拷贝了!

至于为什么fprintf/printf/fputs命令会因为fork的调用而被再次执行,因为当程序调用fork函数时,操作系统会复制当前进程的内存空间,包括文件描述符和缓冲区。在这种情况下,父进程和子进程共享相同的标准输出缓冲区。因此,当父进程在执行上面三个命令时,这些输出会先被放入共享的缓冲区中,而非write一样被直接输出,当执行fork函数,操作系统会创建一个新的子进程,子进程也会继承父进程的缓冲区内容。

总之,在fork函数执行前,C文件中的四条命令都会将数据写入到log中,而fork执行后,子进程和父进程共享缓冲区,当子进程执行完毕退出时,因为满足特殊情况,所以操作系统会将缓冲区的内容(也就是除了write的三条命令输出的数据)刷新并输出到log文件中,所以在将myfile重定向到log之后,log文件中有7条数据而不是4条。

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