用Linux的视角来理解缓冲区概念

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了用Linux的视角来理解缓冲区概念。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

用Linux的视角来理解缓冲区概念,Linux,Linux,缓冲区

缓冲区的认识

缓冲区(buffer)是存储数据的临时存储区域。当我们用C语言向文件中写入数据时,数据并不会直接的写到文件中,中途还经过了缓冲区,而我们需要对缓冲区的数据进行刷新,那么数据才算写到文件当中。而缓冲区通常是一块内存区域,可以是数组、队列、链表等数据结构。

代码举例

int main()
{
    //C接口
    FILE* fp=fopen("log.txt","w");//创建文件
    const char* buffer = "hello buffer\n"; 
    fwrite(buffer,strlen(buffer),1,fp);//文件写入
    
    //系统接口
    close(fp->_fileno);

    return 0;
}

用Linux的视角来理解缓冲区概念,Linux,Linux,缓冲区

此时的数据其实就是写进了缓冲区中,但是我们此时的调用接口是不一样的,关闭文件调用的是系统调用接口,而且FILE结构体中是封装了文件描述符的。先认识后续会讲述原因。


其实我们是可以将我们缓冲区中的数据给刷新出来:

int main()
{
    FILE* fp=fopen("log.txt","w");
    const char* buffer = "hello buffer\n"; 
    fwrite(buffer,strlen(buffer),1,fp);

    fflush(fp);//刷新缓冲区

    close(fp->_fileno);

    return 0;
}

用Linux的视角来理解缓冲区概念,Linux,Linux,缓冲区

 为什么要有缓冲区的存在

其实缓冲区的存在就是为了减少对数据的访问次数,当我们输入输出数据的时候,其实就是对文件信息进行交互的(一切皆文件)。我们为了避免每一次的文件访问IO操作,从而会降低效率,所以说可以建立一个像缓冲区这样的中转站,将数据与缓冲区交互,然后将所有的数据都接收处理好了以后再交给文件。

缓冲区的刷新方式

  1. 立即刷新(无缓冲)
  2. 行刷新(行缓冲)
  3. 缓冲区满了刷新(全缓冲)
  4. 强制刷新

一般对于显示器文件的刷新方式是行刷新(\n也是进行行刷新),而一般磁盘上的文件的刷新方式就是缓冲区满了再刷新。 我们也可以通过fflush函数强制的进行刷新缓冲区。而且进程退出后都会采取强制刷新,但是此时如果文件已经close的话(底层fd没了),数据依旧刷不进去的。


此时就可以浅浅的解释我们开始写的代码的,因为我们的一般文件的刷新策略是缓冲区满了才刷新的,这正是因为我们向log.txt这个文件里写的数据没有写满缓冲区,所以导致缓冲区没有刷新,从而该文件中并没有数据。其实如果你多写一些数据进去的话其实是可以写满的。

缓冲区与操作系统无关

 结论我们写代码时的缓冲区其实是属于C语言的,与操作系统并无关系。


int main()
{

    FILE* fp=fopen("log.txt","w");
    const char* buffer = "helllo buffer\n"; 
    fwrite(buffer,strlen(buffer),1,fp);
    fclose(fp);//C语言接口

    return 0;
}

用Linux的视角来理解缓冲区概念,Linux,Linux,缓冲区

 该段代码的区别就是用了C语言接口关闭文件。而我们开头的那段代码是系统调用关闭文件。仅仅换了一种关闭方式就导致了文件中一个有数据一个没数据。所以说可以知道,C语言中的fclose其实是封装了系统调用的close,但是还多了一个步骤:刷新缓冲区。

也可以说明系统调用接口其实是没有缓冲区这个概念的,缓冲区其实是我们C语言库中后期封装好的。

 经典样例

代码一:

int main()
{
    printf("C:printf\n");
    fprintf(stdout,"C:fprintf\n");
    fputs("C:fputs\n",stdout);
    
    const char* arr = "system:write\n";
    write(1,arr,strlen(arr));

    return 0;
}

用Linux的视角来理解缓冲区概念,Linux,Linux,缓冲区


代码二:

int main()
{
    printf("C:printf\n");
    fprintf(stdout,"C:fprintf\n");
    fputs("C:fputs\n",stdout);
    
    const char* arr = "system:write\n";
    write(1,arr,strlen(arr));

    fork();//创建子进程

    return 0;
}

用Linux的视角来理解缓冲区概念,Linux,Linux,缓冲区


就上面的两段代码唯一的区别就是在程序结束之前是否创建了子进程。

现象就是:代码一没有创建子进程,而且就如我们意想的结果一样正常打印数据到log.txt文件当中,而代码二在打印结束的时候创建了子进程,最终log.txt文件中的数据打印了两份,除了系统调用write函数之外。

其实在我们./test.exe > log.txt 将本应该打印到显示器文件的数据重定向到log.txt文件当中时,就改变了缓冲区的刷新策略,从原先的行数新变成了缓冲区满了再刷新。所以在执行fork函数创建子进程之前的所有数据依旧还是存在缓冲区当中,而创建子进程后,父子进程代码共享,数据采用写时拷贝的方式存在着。当假设父进程先结束退出以后,此时父进程的缓冲区就会被强制刷新(也就是相当于清空缓冲区数据),而此时的子进程必然是会发生写时拷贝,数据独有一份,所以最终子进程退出时缓冲区的数据也会被强制刷新,所以最终数据就有两份了。

而针对于系统调用write函数并不是将数据写进缓冲区当中,而是直接写到操作系统中,因此以上操作就与该函数无关。

缓冲区在哪里  

我们知道缓冲区与操作系统无关,所以缓冲区在哪里呢,其实就在FILE的结构体中。

就那我们比较熟悉的函数fflush,该函数的作用是刷新缓冲区,而参数就是FILE*的文件指针,所以此时其实就可以看出端倪了。

FILE其实是一个结构体,我们前面知道FILE结构体当中封装了文件描述符,其实也有缓冲区,其实就是一些指针。用Linux的视角来理解缓冲区概念,Linux,Linux,缓冲区


用Linux的视角来理解缓冲区概念,Linux,Linux,缓冲区

         文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-809141.html

到了这里,关于用Linux的视角来理解缓冲区概念的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 【Linux】基础IO----理解缓冲区

    作者:დ旧言~ 座右铭:松树千年终是朽,槿花一日自为荣。 目标:理解缓冲区 毒鸡汤:有些事情,总是不明白,所以我不会坚持。早安! 专栏选自:Linux初阶 望小伙伴们点赞👍收藏✨加关注哟💕💕 缓冲区大家其实不陌生,像我们使用的 VS2019 编译器这里就有缓冲区,那它

    2024年04月13日
    浏览(47)
  • 【linux基础I/O(二)】文件系统讲解以及文件缓冲区的概念

    💓博主CSDN主页:杭电码农-NEO💓   ⏩专栏分类:Linux从入门到精通⏪   🚚代码仓库:NEO的学习日记🚚   🌹关注我🫵带你学更多操作系统知识   🔝🔝 对于文件来讲,有打开的在内存中 的文件,也有没有打开的在磁盘上 文件,上一篇文章讲解的是前者,本篇 文章将带大家了解后

    2024年01月19日
    浏览(56)
  • 【看表情包学Linux】缓冲区的概念 | Git 三板斧 | 实现简易进度条

       爆笑教程,只送有缘人  👉 《看表情包学Linux》 💭 写在前面: 本章我们先对缓冲区的概念进行一个详细的探究,之后会带着大家一步步去编写一个简陋的 \\\"进度条\\\" 小程序,过程还是挺有意思的,虽然实现的过程表现得非常沙雕,但它是本 Linux 专栏中第一个小程序。

    2024年02月02日
    浏览(50)
  • Linux文件系列: 深入理解缓冲区和C标准库的简单模拟实现

    至此,我们理解了缓冲区的概念和作用,下面我们来简易模拟实现一下C标准库 我们要实现的是: 1.文件结构体的定义 1.首先要有一个文件结构体: 刷新策略分别宏定义为 2.myfopen等等函数的声明 path:文件路径+文件名 mode:打开文件的方式 “r”:只读 “w”:覆盖写 “a”:追加写 strea

    2024年03月11日
    浏览(68)
  • [Linux]理解文件系统!动静态库详细制作使用!(缓冲区、inode、软硬链接、动静态库)

            hello,大家好,这里是bang___bang_,今天来谈谈的文件系统知识,包含有缓冲区、inode、软硬链接、动静态库。本篇旨在分享记录知识,如有需要,希望能有所帮助。 目录 1️⃣缓冲区 🍙缓冲区的意义 🍙常见缓冲区刷新策略 🍙缓冲区位置猜想 🍥现象猜测 🍥现象解

    2024年02月13日
    浏览(50)
  • 【看表情包学Linux】文件描述符 | 重定向 Redirection | dup2 函数 | 缓冲区的理解 (Cache)

       🤣  爆笑 教程  👉 《看表情包学Linux》👈   猛戳订阅     🔥 💭 写在前面: 在上一章中,我们已经把 fd 的基本原理搞清楚了。本章我们将开始探索 fd 的应用特征,探索 文件描述符的分配原则。讲解重定向,上一章是如何使用 fflush 把内容变出来的,介绍 dup2 函数,

    2023年04月25日
    浏览(57)
  • 理解缓冲区

    对于这样的代码,首先可以肯定的是 printf 语句先于 sleep 执行,既然如此那么就应该是先打印语句然后进行休眠,下面看看结果: 但这里却是先休眠以后再打印语句,这是因为存在一个叫缓冲区的东西,当我们要向外设写入数据(让显示器显示就是向显示器写入数据)时会将

    2023年04月25日
    浏览(72)
  • 【Linux】文件缓冲区

    提到文件缓冲区这个概念我们好像并不陌生,但是我们对于这个概念好像又是模糊的存在脑海中,之间我们在介绍c语言文件操作已经简单的提过这个概念,今天我们不妨深入理解什么是文件缓冲区 通过自己实现库中的一些文件操作函数更加深入的理解文件缓冲区 自定义实现

    2024年02月10日
    浏览(58)
  • 【linux】重定向+缓冲区

    自我名言 : 只有努力,才能追逐梦想,只有努力,才不会欺骗自己。 喜欢的点赞,收藏,关注一下把! close(1),为什么没有打印新建文件fd呢? printf(“%dn”,fd); printf会把内容打印到stdout文件中。 但是close(1)关闭标准输出stdout—显示器,int fd=open();新打开的文件fd是1。 st

    2024年02月08日
    浏览(56)
  • 浅谈linux缓冲区的认识!

    今天来为大家分享一波关于缓冲区的知识!那么既然我们要谈缓冲区,那么就得从是什么?为什么?有什么作用这几个方面来谈论一下缓冲区!然后再通过一些代码来更加深刻的理解缓冲区的知识! 从最简单的理解方面来,我们可以将缓冲区理解成一块内存!那么这块内存是

    2024年02月05日
    浏览(55)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包