linux缓冲区解析

1.什么是缓冲区

缓冲区是内存的一部分空间，用缓冲输入输出的数据。缓冲区又分为输入缓冲区和输出缓冲区。缓冲区又被称为缓存.

2.缓冲区存在的意义

主要的意义就是为了提高cpu的效率。
输入端。假如没有缓冲区，我们要从磁盘中读取数据，有几个字符，CPU就要读写几次，CPU是高速率的，而读取是低速率的，这样做会降低CPU的效率。相反如果将数据都存在缓冲区里面，等要读取的时候就可以一次性读取多数的数据。大大地提高了CPU的效率。
输出端。假如要将数据打印出来，打印机是低速的，CPU是高速的。将数据放入缓冲区，避免数据被分为多次打印，就此解放了CPU，使它能去处理其他任务。

3、缓冲区的分类

（1）行缓冲
遇到\n就刷新缓冲区，当在输入和输出中遇到换行符时，执行真正的I/O操作。这时，我们输入的字符先存放在缓冲区，等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是键盘输入数据和输出信息到屏幕（标准输入输出例如printf（））。
（2）全缓冲
当缓冲区写满以后就会刷新缓冲区。当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写（例如fwrite（））。
（3）无缓冲
既没有缓冲区，代表是系统调用（例如write（））；

4、缓冲区的刷新

（1）行缓冲在遇到\n和缓冲区满的时候刷新
（2）全缓冲在缓冲区写满的时候会刷新
（3）进程退出的时候两种缓冲都会由操作系统强制刷新
（4）fflush（）函数可刷新缓冲区

5、缓冲区的提供者

首先介绍一下几个概念
（1）系统调用：操作系统直接暴露给用户的接口。
（2）库函数：把系统调用进行二次封装之后给用户使用的结果叫做库函数（封装系统调用，实现相同的复杂逻辑，节省工作量）
（3）因此库函数和系统调用具有层级关系，库函数是系统调用的上层（以f开头的函数如fwrite都是库函数，去掉f如write是系统调用）
（4）系统调用不具有缓冲区，库函数具有缓冲区，而库函数是系统调用的上层，因此，缓冲区是C语言库提供的。具体一点是由库中的文件操作符提贡的

6、实例

    char *buf="hello bit\n";    printf("hello\n");    write(1,buf,strlen(buf));    pid_t id=fork();    if(id==0)    {printf("child,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());}    else    {        sleep(2);        printf("child,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());    }

（1）输出结果

（2）然后将输出重定向到文件中去

比较一下差异，为什么输出到文件中去以后hello就被输出了两回呢？
解析：因为在fork之前调⽤用write，所以其数据只写到标准输
出⼀一次，所以其数据只写到标准输出一次。标准I/O是缓冲的，如果标准输出到终端设备，则它是行缓冲，否则它是全
缓冲。当以交互方式运行该程序时，只得到printf输出的行一次，因为标准输出到终端缓冲区由换行符冲洗。但将标准输出重定向到一个文件时，由于缓冲区是全缓冲，遇到换行符不输出，当调用fork时，其printf的数据仍然在缓冲区中，该数据将被复制到子进程中，该缓冲区也被复制到子进程中。于是⽗父子进程的都有了带改行内容的标准I/O缓冲区，所以每个进程终⽌止时，会冲洗其缓冲区中的数据，得到第⼀一个printf输出两次。