专栏： Linux环境编程
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标准I/O库提供缓冲的目的是尽可能地减少使用read和write调用的次数。它也对每个I/O流自动地进行缓冲管理，从而避免了应用程序需要考虑这一点所带来的麻烦。不幸的是，标准I/O库最令人迷惑的也是它的缓冲。


标准I/O提供了三种类型的缓冲：

1、全缓冲：

在填满标准I/O缓冲区后才进行实际I/O操作。常规文件（如普通文本文件）通常是全缓冲的。



2、行缓冲：

当在输入和输出中遇到换行符时，标准I/O库执行I/O操作。这允许我们一次输出一个字符，但只有在写了一行之后才进行实际I/O操作。标准输入和标准输出对应终端设备（如屏幕）时通常是行缓冲的。



3、不带缓冲：

用户程序每次调库函数做写操作都要通过系统调用写回内核（如系统调用函数）。标准错误输出通常是无缓冲的，这样用户程序产生的错误信息可以尽快输出到设备。



下面是各个缓冲区的验证。



全缓冲：
int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *fp = NULL;
    // 读写方式打开，文件不存在则创建
    fp = fopen("sunplusedu.txt", "w+");
    if(NULL == fp)
    {
        printf("open error\n");
        return 1;
    }
    char *str = "sunplusedu\n";
    fwrite(str, 1, strlen(str), fp);    // 往文件写内容
    while(1);   // 程序阻塞在这里
 
    return 0;
}

运行程序发现，sunplusedu.txt并没有内容。因为常规文件通常是全缓冲的，只有缓冲区满了后，才会把内容写到文件中。接下来，我们改一下上面那个例子。




#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *fp = NULL;
    // 读写方式打开，文件不存在则创建
    fp = fopen("sunplusedu.txt", "w+");
    if(NULL == fp)
    {
        printf("open error\n");
        return 1;
    }
    char *str = "sunplusedu\n";
    int i = 0;
    while(i <= 512){    // 缓冲区大小不确定，i的大小只是一个调试值
        fwrite(str, 1, strlen(str), fp);    // 往文件写内容
        i++;
    }
    while(1);   // 程序阻塞在这里
 
    return 0;
}


上面的例子是循环给文件写内容，让缓冲区有填满的可能，结果发现，文件是有内容的。实际上要想成功给文件写进内容，除了缓冲区填满，还有别的方法。


1）人为关闭文件，就算缓冲区没有填满，内容也会写进文件


#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *fp = NULL;
    // 读写方式打开，文件不存在则创建
    fp = fopen("sunplusedu.txt", "w+");
    if(NULL == fp)
    {
        printf("open error\n");
        return 1;
    }
    char *str = "sunplusedu\n";
    fwrite(str, 1, strlen(str), fp);    // 往文件写内容
    fclose(fp);     // 人为关闭文件，就算缓冲区没有填满，内容也会写进文件
    
    while(1);   // 程序阻塞在这里
 
    return 0;
}

2）程序正常结束，就算缓冲区没有填满，没有关闭文件，内容也会写进文件。


#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *fp = NULL;
    // 读写方式打开，文件不存在则创建
    fp = fopen("sunplusedu.txt", "w+");
    if(NULL == fp)
    {
        printf("open error\n");
        return 1;
    }
    char *str = "sunplusedu\n";
    fwrite(str, 1, strlen(str), fp);    // 往文件写内容
    
    return 0;
    // 程序正常结束，就算缓冲区没有填满，没有关闭文件，内容也会写进文件。
}

行缓冲：
#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("hello sunplusedu");
    while(1);
    
    return 0;
}

运行这个程序，会发现 hello sunplusedu 并没有打印到屏幕上。因为标准输入和标准输出对应终端设备时通常是行缓冲的，当在输入和输出中遇到换行符时，标准I/O库执行I/O操作。如下：




#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("hello sunplusedu\n");
    while(1);
    
    return 0;
}



除了遇到换行符，还有别的方法可以执行I/O操作。



1）缓冲区填满


int main(int argc, char *argv[])
{
    while(1){   // 循环打印，总有缓冲区填满的可能
        printf("hello sunplusedu");
    }
    while(1);
    
    return 0;
}


2）人为刷新缓冲区


#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("hello sunplusedu");
    fflush(stdout); // 人为刷新
 
    while(1);
    
    return 0;
}


3）程序正常结束


#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("hello sunplusedu");
    
    return 0;
    // 程序正常结束
}


不带缓冲：
#include <unistd.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    char *str = "hello sunplusedu.com"; 
    // 有没有\n，缓冲区有没有填满，都没关系
    write(1, str, strlen(str)); // 往标准输出写内容
    while(1);
    
    return 0;