文件缓冲区

一.理解“一切皆文件”

1.⾸先，在windows中是⽂件的东西，它们在linux中也是⽂件；其次⼀些在windows中不是⽂件的东西，⽐如进程、磁盘、显⽰器、键盘这样硬件设备也被抽象成了⽂件，你可以使⽤访问⽂件的⽅法访问它们获得信息；甚⾄管道，也是⽂件；这样做最明显的好处是，开发者仅需要使⽤⼀套 API 和开发⼯具，即可调取 Linux 系统中绝⼤部分的资源。举个简单的例⼦，Linux 中⼏乎所有读（的操作都可以⽤read函数来进⾏；⼏乎所有更改的操作都可以⽤ write函数来进⾏

2.补充知识：重谈重定向，stderr

二.文件缓冲区

1 什么是缓冲区

内存的一段空间

缓冲区是内存空间的⼀部分。也就是说，在内存空间中预留了⼀定的存储空间，这些存储空间⽤来缓冲输⼊或输出的数据，这部分预留的空间就叫做缓冲区。缓冲区根据其对应的是输⼊设备还是输出设备，分为输⼊缓冲区和输出缓冲区。

2 为什么要引⼊缓冲区机制

提高效率(提高使用者的效率)

使用者：比如A进程要对屏幕进行输出，增加缓冲区就是先把要对屏幕输出的内容放在缓冲区内，当满足一定条件时，一次调用系统调用对屏幕文件进行写入，这时就提高了A进程的效率,A进程在此则为使用者。

读写⽂件时，如果不会开辟对⽂件操作的缓冲区，直接通过系统调⽤对磁盘进⾏操作(读、写等)，那么每次对⽂件进⾏⼀次读写操作时，都需要使⽤读写系统调⽤来处理此操作，即需要执⾏⼀次系统调⽤，执⾏⼀次系统调⽤将涉及到CPU状态的切换，即从⽤⼾空间切换到内核空间，实现进程上下⽂的切换，这将损耗⼀定的CPU时间，频繁的磁盘访问对程序的执⾏效率造成很⼤的影响。为了减少使⽤系统调⽤的次数，提⾼效率，我们就可以采⽤缓冲机制。⽐如我们从磁盘⾥取信息，可以在磁盘⽂件进⾏操作时，可以⼀次从⽂件中读出⼤量的数据到缓冲区中，以后对这部分的访问就不需要再使⽤系统调⽤了，等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取，这样就可以减少磁盘的读写次数，再加上计算机对缓冲区的操作⼤⼤快于对磁盘的操作，故应⽤缓冲区可⼤⼤提⾼计算机的运⾏速度。

3.缓冲区究竟是什么？

缓冲区有语言级缓冲区和内核级缓冲区

我们口中的缓冲区主要指的是语言级缓冲区

每个文件都有自己的缓冲区，其实就是字符串指针

以printf为例，要向屏幕打印东西，则需要打开stdout文件，打开stdout文件会返回一个FILE类型的指针，FILE中就包含了fd，缓冲区等，调用printf函数，则向stdout的缓冲区内拷贝数据，当满足一定条件时，则会调用系统调用接口，将缓冲区的内容交给OS进行对屏幕文件的操作，同时该文件清空自己的缓冲区。

我们谈到的一定条件是什么呢？

1.强制刷新(flush)

2.刷新条件满足

a.立即刷新 -- 无缓冲 -- 写透模式(WT ->write throw)

b.满了 -- 全缓冲

c.行刷新 -- 行缓冲

3.进程退出