APUE 學習筆記(四) 標準I/O庫

時間 2019-11-12

標籤 apue 學習筆記標準简体版

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1.流與FILE對象

unix I/O系統調用都是針對文件描述符的

標準C的I/O函數都是針對流(文件指針)的，咱們使用一個流與一個文件相關聯

2.緩衝

標準I/O庫提供緩衝的目的就是儘量減小read和write系統調用的使用次數

標準I/O提供三種類型的緩衝：

(1) 全緩衝：在填滿標準I/O緩衝區後才進行實際I/O操做，磁盤上的文件一般是全緩衝，第一次I/O操做時調用malloc得到須要使用的緩衝區

(2)行緩衝：輸入輸出遇到換行符時，標準I/O庫執行I/O操做。涉及終端時(標準輸入和標準輸出)一般使用行緩衝

標準I/O庫用來收集每一行的緩衝區的長度是固定的，只要填滿了緩衝區，就必定會進行I/O操做

(3)不帶緩衝：標準出錯流stderr一般是不帶緩衝的，這使得出錯信息能夠儘快顯示出來

setbuf setvbuf

使用標準I/O的一個優勢就是無需考慮緩衝以及最佳I/O長度的選擇

3.二進制I/O

(1)讀或寫一個二進制數組，例如，將一個浮點數組的第2-5個元素寫至一個文件

float data[10];
fwrite(&data[2], sizeof(data[0]), 4, fp);

(2)讀或寫一個結構體數組

struct {
    short count;
    long  total;
    char  name[NAMESIZE];
} item;

fwrite(&item, sizeof(item), 1, fp);

4.測試I/O性能

  #include <unistd.h>
  #include <fcntl.h>
  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <assert.h>
  
  #define BUFSIZE 1
  //#define BUFSIZE 8
  //#define BUFSIZE 64
  //#define BUFSIZE 256
  //#define BUFSIZE 1024
  //#define BUFSIZE 4096
  //#define BUFSIZE 9182
  
int main(int argc, char* argv[])
  {
    char buf[BUFSIZE];
    int nbytes = 0;
  /* unix read version */
      /*
      while ((nbytes = read(STDIN_FILENO, buf, BUFSIZE)) > 0) {
          if (write(STDOUT_FILENO, buf, nbytes) != nbytes) {
              fprintf(stderr, "write error\n");
          }
      }
      if (nbytes< 0) {
          fprintf(stderr, "read error\n");
      }
      */
  
      /* std c I/O version */
      int c;
      while ((c = fgetc(stdin)) != EOF) {
          if (fputc(c, stdout) == EOF) {
              fprintf(stderr, "fputc error\n");
          }
      }
      if (ferror(stdin)) {
          fprintf(stderr, "fgetc error\n");
      }
  
      return 0;
  }

咱們查看程序的測試文本： stat test.txt函數

得知：該測試文件爲 259，546，640Byte， I/O塊大小爲 4096字節性能

BUFSIZE	用戶CPU時間	系統CPU時間	時鐘時間	系統調用數
1	30.302	555.702	588.962	259，546，640
8	3.672	71.468	75.741	32，443，330
64	0.460	9.165	9.877	4，055，417
256	0.108	2.600	3.011	1，013，854
1024	0.052	1.020	1.889	253，464
4096	0.016	0.512	1.649	63，366
9182	0.000	0.596	1.735	31，683
fgetc fputc	7.604	0.380	8.001

從上表能夠看出：