C/C++标准I/O缓冲区：全缓冲和行缓冲

行缓冲和全缓冲

---

      ISO C标准I/O提供了全缓冲和行缓冲

全缓冲：在进行I/O操作时，只有当I/O缓冲区被填满时，才进行真正的I/O操作。所以对于全缓冲的缓冲区可由标准I/O例程自动刷新，即当缓冲区填满时，还有一种方法就是调用函数fflush进行刷新。

行缓冲：在I/O操作时，输入输出遇到换行符时进行，进行真正的I/O操作。对于行缓冲，标准I/O每一行缓冲区的长度是固定的，所以只要填满了缓冲区，即使没有遇到换行符，也换刷新缓冲区。

　　当然标准I/O还提供了不带缓冲的类型，就是不对字符进行缓冲操作。那么全缓冲和行缓冲都用在I/O操作的哪些地方呢。

　　ISO C要求：

• 当且仅当标准输入和输出不涉及交互式设备（终端设备）时，它们才是全缓冲。
• 标准出错不是全缓冲。

　　但是这并没有告诉我们当涉及到交互式设备时，标准输入输出是行缓冲还是不带缓冲，以及标准出错时行缓冲还是不带缓冲。很多系统（FreeBSD，Linux，Mac OS，Solaris）默认使用下面类型缓冲：

• 如果标准输入输出涉及终端设备，则它们是行缓冲，否则是全缓冲。
• 标准出错不带缓冲。

　　我们都知道shell为每个进程都定义了三个文件描述符：0，1，2。这三个文件描述符分别与进程的标准输入，标准输出和标准出错输出相关联。在unistd.h头文件中这三个常量分别替换成STDIN_FILENO，STDOUT_FILENO，STDERR_FILENO符号。在ISO C中分别对应与stdin，stdout，stderr。

　　由apue chapter 8中的一个例子可以深刻的体会到上面所说的全缓冲和行缓冲的区别；

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
  
#include <unistd.h>  
  
int glob = 6;  
char buf[] = "anonymalias\n";  
  
int main()  
{  
         int var;  
         pid_t pid;  
  
         var = 8;  
  
         if(write(STDOUT_FILENO, buf, strlen(buf)) != strlen(buf))  
         {  
                 fprintf(stderr, "write error");  
                 return 0;  
         }  
  
         printf("before fork()...\n");  
  
         if((pid = fork()) == -1)  
         {  
                 fprintf(stderr, "fork error");  
                 return 0;  
          }  
          if(pid == 0)  
         {  
                 glob++;  
                 var++;  
          }  
         else  
         {  
                 sleep(2);  
         }  
         printf("parent process id:%d ", getppid());  
         printf("process id:%d, glob:%d, var:%d\n", getpid(), glob, var);  
         return 0;  
}  

　　若执行输入为：./unix8_1时，输出结果为：

anonymalias
before fork()...
parent process id:7222 process id:7223, glob:7, var:9

parent process id:5200 process id:7222, glob:6, var:8

　　若执行输入为：./unix8_1 > temp 时，查看temp文件，输出结果为：

anonymalias
before fork()...
parent process id:7237 process id:7238, glob:7, var:9
before fork()...
parent process id:5200 process id:7237, glob:6, var:8

 

　　之所以会出那先上面的结果是因为：在执行unix8_1时，默认的标准输出为终端设备即显示器。这时标准输出缓冲区为行缓冲，在执行到第22行输出后缓冲区会被刷新。

　　而在./unix8_1 > temp时标准输出被重定向到文件，非交互式设备。这时标准输出缓冲区为全缓冲，在执行到第22行时，不会进行输出，缓冲区不会被刷新。只有等到缓冲区满或进行fflush，才会进行输出。

　　而在fork生成子进程后，子进程会复制父进程的数据空间，当然包括父进程打开的文件描述符所对应的缓冲区。在./unix8_1时中第22行输出后缓冲区已经被刷新即清除，所以子进程不会复制这部分缓冲区；而在执行./unix8_1 > temp时，第22行标准输出的缓冲区是全缓冲，不会被刷新，所以子进程会复制这部分缓冲区，在程序结束时才会对输出缓冲区进行刷新。所以最后会输出两次“before fork()...”，因为父进程和子进程都有自己的这部分缓冲区。

　　要想在执行./unix8_1 和./unix8_1 > temp 时输出结果一样，可以再第22行后面加上一句fflush：

printf("before fork()...\n");  
fflush(stdout);  

　　这样输出的结果就都是

anonymalias
before fork()...
parent process id:7222 process id:7223, glob:7, var:9 

parent process id:5200 process id:7222, glob:6, var:8

 

 

在多线程和网络编程中标准I/O函数的限制：

---

      在linux和多线程编程的时候，如果要把数据输出到终端上的时候，一定要记得flush一下缓冲区，而且如果我们用流进行读写时一定要清楚以下限制：

　　限制一：跟在输出函数之后的输入函数。如果中间没有插入对fflush，fseek,fsetpos或者rewind的调用，一个输入函数不能跟在一个输出函数之后，fflush函数清空与流相关的缓冲区，后三个函数使用Unix/IO lseek函数来重置当前文件的位置。

　　限制二：跟在输入函数之后的输出函数，如果中间没有插入对fflush，fseek,fsetpos或者rewind的调用，一个输出函数不能跟在一个输入函数之后，除非该输入函数遇到了一个EOF

 

 

参考地址：http://blog.csdn.net/anonymalias/article/details/8011115