【lesson36】缓冲区的认识

news2025/1/11 23:36:00

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缓冲区的认识

缓冲区的认识

上次我们已经介绍了缓冲区的刷新策略，并且遇到了一个问题，这次我们就继续延续上次的话题。
一般而言行缓冲的设备文件-------显示器文件
一般而言全缓冲的设备文件-------磁盘文件

所有设备永远倾向于全缓冲！—>缓冲区满了，才刷新—>需要I/O的次数就较少—>提高了效率---->和外设进行I/O的时候，数据量的大小不是主要矛盾，我们和外设预备I/O的过程才是最耗费时间的！

那么显示器为什么是行刷新?因为显示器是直接给用户看的，一方面要照顾效率，一方面要照顾用户体验。

极端情况下，用户可以自定义刷新规则。

回答之前遇到的问题。
在这里插入图片描述

我们看到同一个程序，向显示器打印输出了4行文本。
用重定向的方法向普通文件（磁盘上的）打印的时候，变成了7行。
其中
C语言：每个接口打印2次
OS：每个接口打印1次

上篇博客我们知道是由fork引起的。但是fork之前所有代码已经执行完了啊，fork之后就应该没数据了啊，为什么还有？
因为fork之前的代码已经执行完了，但并不代表数据已经刷新了。

但是我们从上面有可以知道不管有没有fork，都并不影响系统接口。
那么缓冲区是由谁维护呢？
我们可以知道缓冲区绝对不是由OS提供的。如果由OS提供提供，那么上面代码表现的现象应该一样。

在这里插入图片描述
C接口：
1.如果想显示器打印则刷新策略就是行刷新，那么最后执行fork的时候------一定是函数执行完了并且数据一定是被刷新了。----则fork就无意义了
2.如果对应程序进行了重定向，要向磁盘文件打印，那么隐形的刷新策略就变成了全缓冲，那么每行的’\n’便没有意义。
fork的时候一定是数据执行完了，但是数据还没有刷新。-----在当前进程对应的C标准库的缓冲区！

这部分的数据是不是父进程数据？是的。
那么刷新策略是不是写入的过程？是的。
所以fork的时候数据发生了写时拷贝，所以数据打印了2次。

C标准库给我们提供的用户级缓冲区！还有内核级缓冲区。

用户级缓冲区在哪里？
我们来看一段代码
在这里插入图片描述

我们看到加了fflush(stdout)重定向也变成4条了，fflush我们之前学过，就是强制刷新缓冲区。

但是为什么fflush中，只传入stdout就可以了呢？

C语言打开文件
FILE* fopen(const cahr* path,const char* mode);
我们是到FILE*指向的struct FILE 结构体一定封装了fd，但是只封装了fd吗？
不只是包含了fd，还有该fd文件对应的语言层缓冲区。

//缓冲区相关
 /* The following pointers correspond to the C++ streambuf protocol. */
 /* Note: Tk uses the _IO_read_ptr and _IO_read_end fields directly. */
 char* _IO_read_ptr; /* Current read pointer */
 char* _IO_read_end; /* End of get area. */
 char* _IO_read_base; /* Start of putback+get area. */
 char* _IO_write_base; /* Start of put area. */
 char* _IO_write_ptr; /* Current put pointer. */
 char* _IO_write_end; /* End of put area. */
 char* _IO_buf_base; /* Start of reserve area. */
 char* _IO_buf_end; /* End of reserve area. */
 /* The following fields are used to support backing up and undo. */
 char *_IO_save_base; /* Pointer to start of non-current get area. */
 char *_IO_backup_base; /* Pointer to first valid character of backup area */
 char *_IO_save_end; /* Pointer to end of non-current get area. */