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系统调用与IO库函数的缓冲与不带缓冲问题

首先要明白不带缓冲的概念:所谓不带缓冲,并不是指内核不提供缓冲,而是只单纯的系统调用,不是函数库的调用。系统内核对磁盘的读写都会提供一个块缓冲,当用write函数对其写数据时,直接调用系统调用,将数据写入到块缓冲进行排队,当块缓冲达到一定的量时,才会把数据写入磁盘。因此所谓的不带缓冲的I/O是指进程不提供缓冲功能。每调用一次write或read函数,直接系统调用。

而带缓冲的I/O是指进程对输入输出流进行了改进,提供了一个流缓冲,当用fwrite函数网磁盘写数据时,先把数据写入流缓冲区中,当达到一定条件,比如流缓冲区满了,或刷新流缓冲,这时候才会把数据一次送往内核提供的块缓冲,再经块缓冲写入磁盘。

因此,带缓冲的I/O在往磁盘写入相同的数据量时,会比不带缓冲的I/O调用系统调用的次数要少。

下面的东西是我从网上查到的对这两者的理解,我觉得还是很到位的:

以下主要讨论关于open,write等基本系统IO的带缓冲与不带缓冲的差别

      带缓存的文件操作是标准C 库的实现,第一次调用带缓存的文件操作函数时标准库会自动分配内存并且读出一段固定大小的内容存储在缓存中。所以以后每次的读写操作并不是针对硬盘上的文 件直接进行的,而是针对内存中的缓存的。何时从硬盘中读取文件或者向硬盘中写入文件有标准库的机制控制。不带缓存的文件操作通常都是系统提供的系统调用, 更加低级,直接从硬盘中读取和写入文件,由于IO瓶颈的原因,速度并不如意,而且原子操作需要程序员自己保证,但使用得当的话效率并不差。另外标准库中的 带缓存文件IO 是调用系统提供的不带缓存IO实现的。

“术语不带缓冲指的是每个read和write都调用嗯内核中的一个系统调用。所有的磁盘I/O都要经过内核的块缓冲(也称内核的缓冲区高速缓 存),唯一例外的是对原始磁盘设备的I/O。既然read或write的数据都要被内核缓冲,那么术语“不带缓冲的I/O“指的是在用户的进程中对这两个 函数不会自动缓冲,每次read或write就要进行一次系统调用。“--------摘自<unix环境编程>

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