波奇学Linux：文件缓冲区

问题导入

文件流输出直接向显示器和重定向文件有不一样的表现

分别向显示器文件输出四个语句，最后fork创建子进程。

当程序运行时和程序重定向到文件中，输出的内容不一样。

重定向时c库函数（printf,fprintf,fwrite）调用了两次，而系统调用write函数只调用了一次

关闭对应的虚拟文件，只有系统调用可以输出

屏蔽系统调用，同时关闭显示器对应的虚拟文件

运行程序没有任何输出，只有系统调用有输出。如果先close(1)再系统调用也没有任何输出。

解释问题

问题二的解释

调用c的库函数是存在一个用户级别的缓冲区，当缓冲区的数据刷新时会把数据刷新到内核级别的缓冲区，而write函数可以直接把数据输入内核级别的缓冲区，而close的作用关闭fd为1虚拟文件。

相当于fprintf/printf和fwrite刷新不到内核级别的缓冲区了，而write可以直接写入。所以只有write的输出有结果。

那么就是说，只要把数据刷新到内核级别的缓冲区就能输入到显示器中。

目前我们认为，只要将数据刷新到内核，数据就可以刷新到硬件

用户级别缓冲区的刷新策略

无缓冲---直接刷新

行缓冲---缓冲区不刷新，直到碰到\n ---显示器

全缓冲---缓冲区写满才刷新---普通文件写入

进程退出也会刷新

显示器的文件的刷新方案是行刷新，所以printf执行完就立即遇到\n

因此我们只要加上\n让缓冲区立刻刷新，保证在close代码前就把数据刷新进入内核中，就能把信息输出到屏幕上。

所以在原代码中，库函数调用的语句都在缓冲区，没有立刻刷新，当进程退出时刷新缓冲区时，已经运行了close语句，此时缓冲区已经没办法找到内核了。

刷新的本质就是将数据通过fd=1+write接口写入到内核中.

有了以上铺垫我们就可以解释为什么库函数调用exit会刷新缓冲区，系统调用_exit不会刷新缓冲区

对于exit而言，他是包含用户级别的缓冲区而内核的，而_exit只知道内核，无法接触上一级的缓冲区也就无法刷新。

解释问题一

重定向意味着文件流是输入到普通文件，而不是显示器，是全缓冲策略。\n不会再刷新缓冲区，而是进程结束时刷新缓冲区。

而进程前运行fork函数，对数据进行写时拷贝。产生两个缓冲区。

注意write的输入不经过这个缓冲区，所以不会重复。

以fprintf举例。

缓冲区存在意义

体现封装的特性，对于库函数来说，不需要关注数据是如何刷新到硬件上的，只用把数据刷新到缓冲区即可

配合格式化，如将int型等都转换为字符串