C标准I/O缓冲区：全缓冲和行缓冲

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 
#include 

#include 

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：

 22         printf("before fork()...\n");
 23         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

欢迎大家批评指正！

11:05  24/09/2012 anonymalias @lab