标準IO緩沖

摘抄自《UNIX環境進階程式設計》 

    标準I/O庫提供緩沖的目的是盡可能減少使用read和write調用的次數。它也對每個I/O流自動地進行緩沖管理，進而避免了應用程式需要考慮這一點所帶來的麻煩。遺憾的是，标準I/O庫最令人迷惑的也是它的緩沖。

    标準I/O提供了以下3種類型的緩沖。

    （1）全緩沖。在這種情況下，在填滿标準I/O緩沖區後才進行實際I/O操作。對于駐留在磁盤上的檔案通常是由标準I/O庫實施全緩沖的。在一個流上執行第一次I/O操作時，相關标準I/O函數通常調用malloc獲得需使用的緩沖區。

        術語沖洗（flush）說明标準I/O緩沖區的寫操作。緩沖區可由标準I/O例程自動地沖洗（例如，當填滿一個緩沖區時），或者可以調用函數fflush沖洗一個流。值得注意的是，在UNIX環境中，flush有兩種意思。在标準I/O庫方面，flush意味着将緩沖區中的内容寫到磁盤上（該緩沖區可能隻是部分填滿的）。在終端驅動程式方面，flush表示丢棄已存儲在緩沖區中的資料。

    （2）行緩沖。在這種情況下，當在輸入和輸出中遇到換行符時，标準I/O庫執行I/O操作。這允許我們一次輸出一個字元（用标準I/O函數fputc），但隻有在寫了一行之後才進行實際I/O操作。當流涉及一個終端時（如标準輸入和标準輸出），通常使用行緩沖。

    對于行緩沖有兩個限制。第一，因為标準I/O庫用來收集每一行的緩沖區的長度是固定的，是以隻要填滿了緩沖區，那麼即使還沒有寫一個換行符，也進行I/O操作。第二，任何時候隻要通過标準I/O庫要求從（a）一個不帶緩沖的流，或者（b）一個行緩沖的流（它從核心請求需要資料）得到輸入資料，那麼就會沖洗所有行緩沖輸出流。在（b）中帶了一個在括号中的說明，其理由是，所需的資料可能已在該緩沖區中，它并不要求 一定從核心讀資料。很明顯，從一個不帶緩沖的流中輸入（即（a）項）需要從核心獲得資料。

    （3）不帶緩沖。标準I/O庫不對字元進行緩沖存儲。例如，若用标準I/O函數fputs寫15個字元到不帶緩沖的流中，我們就期望這15個字元能立即輸出，很可能使用write函數将這些字元寫到相關聯的打開檔案中。

    标準錯誤流stderr通常是不帶緩沖的，這就使得出錯資訊可以盡快顯示出來，而不管它們是否含有一個換行符。

    ISO C要求下列緩沖特征。

        1、當且僅當标準輸入和标準輸出并不指向互動式裝置時，它們才是全緩沖的。

        2、标準錯誤絕不會是全緩沖的

        但是，這并沒有告訴我們如果标準輸入和标準輸出指向互動式裝置時，它們是不帶緩沖的還是行緩沖的；以及标準錯誤是不帶緩沖的還是行緩沖的。很多系統預設使用下列類型的緩沖：

        1、标準錯誤是不帶緩沖的

        2、若是指向終端裝置的流，則是行緩沖的；否則是全緩沖的。