【Linux】Linux下实现一个简单的进度条程序

       相信大家都下载过东西，那么大家肯定都见过那该死的进度条，每次见到它缓慢的增长都想原地爆炸，那大家有没有想过进度条是怎样实现的？通过以下的分析，会发现进度条的实现其实很简单。

      

而在实现进度条之前，我们先引入缓冲区的概念：

标准I/O库的缓冲主要分为3种：全缓冲、行缓冲和不缓冲

全缓冲：全缓冲就是当输入或输出时，当缓冲区被填满了之后，才会进行实际的I/O操作。

行缓冲：当在输入或输出中遇到换行符时，才进行实际I/O操作。linux下标准输出默认是行缓冲。

无缓冲：标准I/O库不进行任何字符缓冲，任何读写都是即时可见的。linux下标准错误输出默认是不缓冲。

这里就不做详细介绍了，有兴趣的可以看一下这篇博主的文章http://blog.csdn.net/imxiangzi/article/details/45917039

缓冲区的作用：

系统调用

        系统调用是内核提供给上层程序的接口，能够实现内核和上层之间的交互，系统调用在内核中的实现是软中断的方式，通过相应的中断服务例程来实现，而标准库函数是在系统调用的基础之上封装的应用程序，完全运行在用户态，在必要的时候调用系统调用。编写应用程序可以直接使用系统调用也可以使用库函数，那为什么还要有库函数呢。以printf为例，在printf的实现中，在调用write之前加入了IO缓冲区，这是 一个用户空间的缓冲，首先要说明一点，系统调用是软中断，频繁调用，需要内核频繁陷入内核态，这样的效率不是很高，而printf实际是向用户空间的IO 缓冲写，在满足条件的情况下才会调用write系统调用，这样也就提高了内核的效率。

行缓冲

printf是一个行缓冲函数，先写到缓冲区，满足条件后，才将缓冲区刷到对应文件中，刷缓冲区的条件如下：

        1.缓冲区填满

        2.写入的字符中有‘\n’ '\r'

        3.调用fflush手动刷新缓冲区

        4.调用scanf要从缓冲区中读取数据时，也会将缓冲区内的数据刷新

        5.当我们执行printf的进程或者程序结束的时候会主动调用flush来刷新缓冲区，所以程序结束，系统会强制刷新缓冲区

如下：

 如上例子，在字符串"hello world"的后面加上'\n'和不加输出结果的现象是不同的，通过我们刚才对于缓冲区的了解，这个问题就好理解了。第一个因为在输出字符串后添加了“\n”一个行结束标志，缓冲区得到字符“\n”,就会刷新缓冲区的内容到屏幕，然后才执行sleep休眠该进程，最后结束程序。而第二个没有添加“\n”，缓冲区并没有得到“ \n”，就会先把字符串存入到缓冲区中，当该进程休眠1s后，该进程要结束了，此时缓冲区得到结束标志，就会强制刷新缓冲区的内容到屏幕上。

在了解了以上的知识后，我们回到进度条的问题上。

首先要知道进度条的特点：

          1、进度条存在一个区间，不断加载数据，直到区间加载满了。

          2、会显示进度，从0%~100%。

          3、在下载的时候，为使用户区分当前下载是否卡住了，会出现一个旋转的小圈，表示正加载数据。

实现方法：

       1、首先我们需要将‘[ ]’固定在进度条的左右两边，中间预留下空间，进度条由0%~100%的状态( 101 个状态)，,在字符数组中输出一串字符时，最后以“\0”结束的，故需要一个大小为102的数组，加载成功的数据条长度由“ # ”填充。

      2.我们通过一个数组，每加载成功一次，数组会多出现一个' #'标示。由于进度条是在一行内进行的，故我们需要回车，不需要换行，通过“\r”实现。再次熟悉一下' \n ' 和 ' \r '的区别：       

      \r ： return 到当前行的最开始位置。

      \n： newline 向下移动一行，但不移动左右。

      Linux中\n表示回车+换行；

      Windows中\r\n表示回车+换行。

       3、定义一个rate标识进度条的进度，每进行一次加一，直到100时停止。

       4、在进行回车前，需要进行刷新。

       5、在加载进度时，为了不让其一下子输出完，通过sleep()或usleep()控制睡眠时间，sleep以秒为单位，usleep以微秒为单位,linux下sleep包含在头文件#include<unistd.h>中。

       6、对于加载中旋转的小圈通过“| / - \\”逆时针进行。注意：这里出现的两次\\ ,并不是将 \ 打印了两次，而是对 \ 进行转义。

进度条程序

执行结果：

这样一个简单的进度条就实现了，由于我也是初次了解，若有什么问题，请一定要提出。