printf行緩沖區的分析總結

2013-08-18 12:29?5222人閱讀?評論(7)?收藏?舉報 ?分類： app program（9）?

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??最近在客戶那調試串口的時候，read串口然后printf打印，單字符printf，發現沒有輸出，后來想起來printf這些標準輸入輸出函數也是屬于標準C庫glibc的，

? 這里就要區分一下標準庫函數和系統調用了。

? 系統調用是內核提供給上層程序的接口，能夠實現內核和上層之間的交互，系統調用在內核中的實現是軟中斷的方式，通過相應的中斷服務例程來實現，而標準庫函數是在系統調用的基礎之上封裝的應用程序，完全運行在用戶態，在必要的時候調用系統調用。編寫應用程序可以直接使用應用程序也可以使用庫函數，那為什么還要有庫函數呢。

??以printf為例，在printf的實現中，在調用write之前加入了IO緩沖區，這是一個用戶空間的緩沖，首先要說明一點，系統調用是軟中斷，頻繁調用，需要內核頻繁陷入內核態，這樣的效率不是很高，而printf實際是向用戶空間的IO緩沖寫，在滿足條件的情況下（條件下面會說）才會調用write系統調用，這樣也就提高了內核的效率。

?? 對于普通的文件操作，庫函數因為IO緩沖區，效率高，其他方面與直接調用系統調用無異，但是對于一些特殊的文件，如串口終端以及網絡設備。對于應用程序來將，我們更加希望的是每次的操作能夠真真正正的反映在底層的硬件上，這時我們最好就不要使用類似與printf這樣的帶IO緩沖區的標準庫函數了，而是直接使用系統調用，我上面就是犯了這個錯誤。

?? 說完標準庫函數和系統調用的區別，我們就要具體的分析一下printf。

??? printf是一個行緩沖函數，先寫到緩沖區，滿足條件后，才將緩沖區刷到對應文件中，刷緩沖區的條件如下：

??? 1 緩沖區填滿

??? 2 寫入的字符中有‘\n’ '\r'

??? 3 調用fflush手動刷新緩沖區

??? 4 調用scanf要從緩沖區中讀取數據時，也會將緩沖區內的數據刷新

???

??滿足上面4個條件之一緩沖區就會刷新，，也就是printf會真正調用write來寫入

?? 當我們執行printf的進程或者線程結束的時候會主動調用flush來刷新緩沖區，所以程序結束，也會刷新

?? 如果我們淪落到調用printf后再調用fflush來刷新的話，我感覺還不如調用write來的直接呢

?? 其他的3點都好理解，下面我們就手動來研究一下printf的緩沖區到底有多大？

?? 這就需要我們寫一個小程序來驗證一下，程序如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
??? int i = 0x61;
??? while(1)
??? {? ?
??????? printf("%c", i);?
??????? i++;
??????? i = (i - 0x61) % 26 + 0x61;
??????? usleep(1000);
??? }? ?
??? return 0;
}

在本地機器上編譯這個程序，之后運行，在屏幕第一次輸出結構后ctrl+C殺死，將結果保存在一個文件中，ls -l查看一下這個文件

?我查看這個文件大小是1025個字節，這也就說明printf的緩沖區是1024byte，當寫入第1025字節時刷新緩沖區到終端下。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c printf 缓冲区分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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