LINUX系統程式設計 關於SDTIO庫緩衝區

我們知道標準C中的檔案讀取的函式比如printf,fwrite等函式，實際都是呼叫OS級別的
API，比如LINUX下就是wirte，read函式，而write read函式在使用者態下是沒有緩衝的，
當然在核心態有OS CACHE/OS BUFFER，所以某些直接呼叫wirte，read的程式肯定會
分配一個緩衝區，特別是O_DIRECT這種方式下，核心態的OS CACHE和OS BUFFER沒用
這種情況下使用者態的BUFFER顯得更加重要，因為不可能一次讀一個位元組吧，那效能可想而知


而作為使用者態空間的STDIO也是這樣做的，它會為開啟的檔案分配快取，預設應該是8192位元組
如下圖摘自UNIX系統程式設計手冊 13章：


實際上我們可以使用setvbuf來設定某個開啟檔案的緩衝大小及模式。
我們來看看原型：
int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);
返回0為成功，非零為失敗
FILE *stream：開啟檔案的FILE*
char *buf：BUFFER的地址，如果為NULL，MODE為_IOLBF和_IOFBF則自動分配緩衝區
           如果為_IONBF則不分配緩衝區
int mode：_IONBF不使用緩衝區，立即呼叫write/read,忽略buf和size為NULL和0，stderr屬於這個
          _IOLBF使用行緩衝I/O，終端裝置預設為這種。要麼遇到換行符要麼緩衝滿才呼叫write/read,
          stdin/stdout屬於這個。
          _IOFBF採用全緩衝I/O，buffer滿才呼叫write/read，磁碟I/O屬於這個比如fwrite/fread
size_t size:緩衝大小


更簡單函式setbuf原型如下：
void setbuf(FILE *stream, char *buf);
相當於
setvbuf(fp,buf,(buf !=NULL)?_IOFBF:_IONBF,BUFSIZ);


如果buf=NULL則_IONBF開啟不帶緩衝，或者呼叫全緩衝，BUFSIZ預設8192。
所以我們如果不想用緩衝直接：
setvbuf(fp,NULL)
即可。


現在回想一下fread
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);


fread的時候我們通常要calloc一塊記憶體用於void *ptr，那麼現在我們想一下實際
上這個資料正常快取到了3個地方
1、使用者分配的記憶體*ptr
2、STDIO的快取預設8192
3、核心態OS CACHE
這視乎有點臃腫，我們可以想辦法簡化。事實上資料庫軟體有時候只使用了使用者態
的一份快取，而開啟O_DIRECT來提高效能。


下面一個小程式可以驗證開啟和關閉stdout緩衝的區別：


int main(void)
{
        int i;
//      setbuf(stdout,NULL);


        for(i=0;i<10;i++)
        {
                printf("-");
                sleep(1);
        }


        printf("\n");
}


區別就是是否使用setbuf，如果使用setbuf則 -符號會一個一個輸出，不使用會一起輸出
這就是STDIO快取在作怪。

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