11、深入探究标准I/O与高级文件I/O技术

深入探究标准I/O与高级文件I/O技术

标准I/O的批判与分析

标准I/O虽然被广泛使用，但一些专家指出了它存在的缺陷。部分函数，如 fgets() 有时并不够用，而像 gets() 这类函数问题严重，几乎已被标准弃用。

标准I/O最大的问题在于双重复制带来的性能影响。读取数据时，标准I/O会向内核发出 read() 系统调用，将数据从内核复制到标准I/O缓冲区。之后应用程序通过标准I/O发出读取请求（如使用 fgetc() ）时，数据会再次被复制，这次是从标准I/O缓冲区复制到提供的缓冲区。写入请求则相反：数据先从提供的缓冲区复制到标准I/O缓冲区，然后通过 write() 从标准I/O缓冲区复制到内核。

不过，有另一种实现方式可以避免双重复制。每个读取请求返回一个指向标准I/O缓冲区的指针，这样就可以直接在标准I/O缓冲区中读取数据，无需额外复制。如果应用程序想把数据放到自己的本地缓冲区（比如要进行写入操作），可以手动进行复制。这种实现方式提供了一个“自由”的接口，允许应用程序在处理完读取缓冲区的某一块数据后发出信号。

写入操作会稍微复杂一些，但也能避免双重复制。发出写入请求时，实现方式会记录指针。最终，当准备将数据刷新到内核时，实现方式会遍历存储的指针列表并写出数据。这可以通过 writev() 使用分散 - 聚集I/O来完成，只需一次系统调用。

虽然有高度优化的用户缓冲库可以解决双重复制问题，一些开发者也会选择实现自己的用户缓冲解决方案，但标准I/O仍然很