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Linux系统编程关于SDTIO库缓冲区

2020年02月13日 操作系统 ⁄ 共 1415字 ⁄ 字号 评论关闭

我们知道标准C中的文件读取的函数比如printf,fwrite等函数,实际都是调用OS级别的API,比如LINUX下就是wirte,read函数,而write read函数在用户态下是没有缓冲的,当然在内核态有OS CACHE/OS BUFFER,所以某些直接调用wirte,read的程序肯定会分配一个缓冲区,特别是O_DIRECT这种方式下,内核态的OS CACHE和OS BUFFER没用这种情况下用户态的BUFFER显得更加重要,因为不可能一次读一个字节吧,那性能可想而知而作为用户态空间的STDIO也是这样做的,它会为打开的文件分配缓存,默认应该是8192字节

如下图摘自UNIX系统编程手册 13章:

实际上我们可以使用setvbuf来设置某个打开文件的缓冲大小及模式。我们来看看原型:int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);返回0为成功,非零为失败FILE *stream:打开文件的FILE*char *buf:BUFFER的地址,如果为NULL,MODE为_IOLBF和_IOFBF则自动分配缓冲区 如果为_IONBF则不分配缓冲区int mode:_IONBF不使用缓冲区,立即调用write/read,忽略buf和size为NULL和0,stderr属于这个 _IOLBF使用行缓冲I/O,终端设备默认为这种。要么遇到换行符要么缓冲满才调用write/read, stdin/stdout属于这个。 _IOFBF采用全缓冲I/O,buffer满才调用write/read,磁盘I/O属于这个比如fwrite/freadsize_t size:缓冲大小

更简单函数setbuf原型如下:void setbuf(FILE *stream, char *buf);相当于setvbuf(fp,buf,(buf !=NULL)?_IOFBF:_IONBF,BUFSIZ);

如果buf=NULL则_IONBF打开不带缓冲,或者调用全缓冲,BUFSIZ默认8192。所以我们如果不想用缓冲直接:setvbuf(fp,NULL)即可。

现在回想一下freadsize_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

fread的时候我们通常要calloc一块内存用于void *ptr,那么现在我们想一下实际上这个数据正常缓存到了3个地方1、用户分配的内存*ptr2、STDIO的缓存默认81923、内核态OS CACHE这视乎有点臃肿,我们可以想办法简化。事实上数据库软件有时候只使用了用户态的一份缓存,而打开O_DIRECT来提高性能。

下面一个小程序可以验证打开和关闭stdout缓冲的区别:

int main(void){ int i;// setbuf(stdout,NULL);

for(i=0;i<10;i++) { printf("-"); sleep(1); }

printf("\n");}

区别就是是否使用setbuf,如果使用setbuf则 -符号会一个一个输出,不使用会一起输出这就是STDIO缓存在作怪。

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