【Linux】认识文件（三）：缓冲区

一.啥是缓冲区？

缓冲区，官方说法就是：指的是一块用于临时存储数据的内存区域。
它通常用于数据的输入和输出操作之间，作为数据的中转站，用于平衡输入和输出设备之间的速度差异。

这么会说肯定不太好理解，所以接下来，就给大伙解开缓冲区的面纱。

二.缓冲区现象

#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
  const char* message0="hello fwrite\n";
  const char* message2="hello printf\n";
  
  fwrite(message0,strlen(message0),1,stdout);
  //在显示器文件中fwrite message0
  printf("%s",message2);
  //在显示器文件中打印write message1
  fork();
  //创建子进程
}

用./test
来运行这个程序
结果如下：

大伙可能觉得这也没啥

但是如果我们将结果重定向给文本文件：

./test > test.log

结果如下：

这里我们能发现这里面
fwrite和printf被打印了两次

这里其实就是缓冲区的展现了。

大致情况就是这样了。

三.缓冲区的刷新方法

但是这里细心的人可能会有别的疑惑了

为什么正常运行程序是两条

反而重定向到文件中的时候反而多了两条呢？

这里就要牵扯到缓冲区的刷新方式了：

缓冲区刷新问题：

• a：无缓冲 ----->直接刷新
• b：**行缓冲 ----->遇到\n进行刷新 **
• c：**全缓冲 ----->全部一次性进行刷新 **
• 进程退出时候会刷新

要注意：
一般显示器中的刷新方式是行缓冲
一般文件的刷新方式是全缓冲

所以我们这里可以来分析一下了

输出到显示器：

输出到文件：

这里大伙应该就能明白不同刷新方式的区别的。

这里没有最好的刷新方式，只有最合适的刷新方式。

四.缓冲区在哪？

为什么要问这个问题呢？

先带大伙来对上面的代码进行小小的改动：

#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
  const char* message0="hello fwrite\n";
  const char* message1="hello write\n";
  const char* message2="hello printf\n";
  
  fwrite(message0,strlen(message0),1,stdout);
  //在显示器文件中fwrite message0
  write(1,message1,strlen(message1));
   //在显示器文件中write message1
  printf("%s",message2);
  //在显示器文件中打印write message1
  fork();
  //创建子进程
}

正常输入到显示器中

结果还是如我们所料

但是如果输出到文件中呢？

这里我们能发现这里write的官方接口没有被打印两次

所以我们能猜到：
write直接就打印了出来，没有进入缓冲区中
因为子进程会复制缓冲区，如果write进入缓冲区的话
就会被子进程给复制，从而出现两条write

这里我们其实就能给出猜想了：
这个缓冲区只是在C库中，和系统没关系

其实答案真的如我们所想

操作系统中其实也会有缓冲区，但是不是我们用户能够管制的
但是C库中的缓冲区是用户级的，我们能够感受到

一般语言都会有自己的用户级缓冲区，不光是C语言

这里再来带大伙来验证一下：

众所周知：
_exit是系统接口 exit是C库中接口

所以讲道理，C缓冲区的话，_exit是不会处理的
但是exit是C接口，所以exit会进行处理。

这里我们来对比一下：

 #include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
 #include<stdlib.h>
 int main()
 {
     printf("test");
    _exit(1);                                                                                   
 }

结果：

 #include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
 #include<stdlib.h>
 int main()
 {
     printf("test");
    exit(1);                                                                                   
 }

结果：结果和我们想的一样

五.为什么要有缓冲区

为什么要有这个缓冲区：

• 提高程序员的效率
  通过将数据传给系统和硬件的工作交给语言
• 缓冲区的解决输入和输出设备之间的速度不匹配问题
  原理：当数据从一个设备传输到另一个设备时，数据的传输速度可能会有所不同。
  例如，当从硬盘读取大量数据时，硬盘的读取速度相对较慢，而将数据发送到网络或显示器等设备时，速度可能要求更快。为了使这些设备之间的数据传输更加高效，可以使用缓冲区来调节数据的流动。