printf行緩衝區的分析總結

 最近在客戶那調試串口的時候，read串口而後printf打印，單字符printf，發現沒有輸出，後來想起來printf這些標準輸入輸出函數也是屬於標準C庫glibc的，

  這裏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，可以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，經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，徹底運行在用戶態，在必要的時候調用系統調用。編寫應用程序能夠直接使用應用程序也可使用庫函數，那爲何還要有庫函數呢。

  以printf爲例，在printf的實現中，在調用write以前加入了IO緩衝區，這是一個用戶空間的緩衝，首先要說明一點，系統調用是軟中斷，頻繁調用，須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緩衝寫，在知足條件的狀況下（條件下面會說）纔會調用write系統調用，這樣也就提升了內核的效率。

   對於普通的文件操做，庫函數由於IO緩衝區，效率高，其餘方面與直接調用系統調用無異，可是對於一些特殊的文件，如串口終端以及網絡設備。對於應用程序來將，咱們更加但願的是每次的操做可以真真正正的反映在底層的硬件上，這時咱們最好就不要使用相似與printf這樣的帶IO緩衝區的標準庫函數了，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，咱們就要具體的分析一下printf。

    printf是一個行緩衝函數，先寫到緩衝區，知足條件後，纔將緩衝區刷到對應文件中，刷緩衝區的條件以下：

    1 緩衝區填滿

    2 寫入的字符中有‘\n’ '\r'

    3 調用fflush手動刷新緩衝區

    4 調用scanf要從緩衝區中讀取數據時，也會將緩衝區內的數據刷新

   

  知足上面4個條件之一緩衝區就會刷新，，也就是printf會真正調用write來寫入

   當咱們執行printf的進程或者線程結束的時候會主動調用flush來刷新緩衝區，因此程序結束，也會刷新

   若是咱們淪落到調用printf後再調用fflush來刷新的話，我感受還不如調用write來的直接呢

   其餘的3點都好理解，下面咱們就手動來研究一下printf的緩衝區到底有多大？

   這就須要咱們寫一個小程序來驗證一下，程序以下：

#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，以後運行，在屏幕第一次輸出結構後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的緩衝區是1024byte，當寫入第1025字節時刷新緩衝區到終端下。