linux流的緩衝

2021-06-14 00:23:42 字數 2019 閱讀 3695

前面提到的所有i/o函式都是針對檔案描述符的。當開啟乙個檔案時,即返回乙個檔案描述符,然後該檔案描述符就用於後讀的i/o操作。而對於標準i / o庫,它們的操作則是圍繞流(s t r e a m)進行的。

為什麼要設計標準i/o庫?

直接使用api進行檔案訪問時,需要考慮許多細節問題

例如:read、write時,緩衝區的大小該如何確定,才能使效率最優

標準i / o提供快取的目的是盡可能減少使用r e a d和w r i t e呼叫的數量(見表3 – 1,其中顯示了在不同快取長度情況下,為執行i / o所需的c p u時間量)

標準i / o提供了三種型別的快取:

(1) 全快取。在這種情況下,當填滿標準i / o快取後才進行實際i / o操作。對於駐在磁碟上的檔案通常是由標準i / o庫實施全快取的。快取可由標準i / o例程自動地重新整理(例如當填滿乙個快取時),或者可以呼叫函式ff l u s h重新整理乙個流。

注意:重新整理有兩種意思。在標準i / o庫方面,重新整理意味著將快取中的內容寫到磁碟上(該快取可以只是區域性填寫的)。在終端驅動程式方面(例如在第11章中所述的t c f l u s h函式),重新整理表示丟棄已存在快取中的資料。

(2) 行快取。在這種情況下,當在輸入和輸出中遇到新行符時,標準i / o庫執行i / o操作。這允許我們一次輸出乙個字元(用標準i/o fputc函式),但只有在寫了一行之後才進行實際i / o操作。當流涉及乙個終端時(例如標準輸入和標準輸出),典型地使用行快取對於行快取有兩個限制。第乙個是:因為標準i / o庫用來收集每一行的快取的長度是固定的,所以只要填滿了快取,那麼即使還沒有寫乙個新行符,也進行i / o操作。第二個是:任何時候只要通過標準輸入輸出庫要求從( a )乙個不帶快取的流,或者( b )乙個行快取的流(它預先要求從核心得到資料)得到輸入資料,那麼就會造成重新整理所有行快取輸出流。

(3)不帶快取。標準i / o庫不對字元進行快取。如果用標準i / o函式寫若干字元到不帶快取的流中,則相當於用w r i t e系統呼叫函式將這些字元寫至相關聯的開啟檔案上。標準出錯流s t d e r r通常是不帶快取的,這就使得出錯資訊可以盡快顯示出來,而不管它們是否含有乙個新行字元。

ansi c要求下列快取特徵:

(1) 當且僅當標準輸入和標準輸出並不涉及互動作用裝置時,它們才是全快取的。

(2) 標準出錯決不會是全快取的。

其他根據各個系統的規定,對涉及互動裝置的緩衝處理方式。

對任何乙個給定的流,如果我們並不喜歡這些系統預設,則可呼叫下列兩個函式中的乙個更改快取型別:

setbuf、setvbuf

setbuf

可以使用s e t b u f函式開啟或關閉快取機制。為了帶快取進行i / o,引數buf 必須指向乙個長度為b u f s i z的快取(該常數定義在< s t d i o . h >中)。通常在此之後該流就是全快取的,但是如果該流與乙個終端裝置相關,那麼某些系統也可將其設定為行快取的。為了關閉快取,將b u f設定為n u l l。

函式原型

void setbuf(file *fp, char *buf);

引數和返回值

fp:fopen函式的返回值

buf:使用者提供的檔案緩衝區,其長度為bufsiz

若buf為null,則為無緩衝

若buf不為null,則為全緩衝

setvbuf

用於設定緩衝型別

函式原型

void setvbuf(file *fp, char *buf, int mode, size_t size);

使用s e t v b u f,我們可以精確地說明所需的快取型別。這是依靠m o d e引數實現的:

_iofbf 全快取

_iolbf 行快取

_ionbf 不帶快取

如果指定乙個不帶快取的流,則忽略buf 和size 引數。如果指定全快取或行快取,則buf和s i z e可以可選擇地指定乙個快取及其長度。如果該流是帶快取的,而buf 是n u l l,則標準i / o庫將自動地為該流分配適當長度的快取。

要了解,如果在乙個函式中分配乙個自動變數類的標準i / o快取,則從該函式返回之前,

必須關閉該流。

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