标准IO与系统IO比较

问题描述：

• 分别使用标准IO与系统IO随机写入1000000个整数到文件，比较哪种更快。

标准I/O程序：

#include 
#include 

int main()
{
	FILE* fwp = fopen("std.bin","w");
	for(int i=0; i<1000000; i++)
	{
		int num = rand() % 10000;
		fwrite(&num,4,1,fwp);
	}
	fclose(fwp);
}

系统IO程序：

#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
	int fd = open("sys.bin",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
	if(0 > fd)
	{
		perror("open");
		return -1;
	}
	for(int i=0; i<1000000; i++)
	{
		int num = rand() % 10000;
		write(fd,&num,4);
	}
	close(fd);
}

系统IO程序(设置了缓冲区)：

#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
	int fd = open("sys.bin",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
	if(0 > fd)
	{
		perror("open");
		return -1;
	}
	int arr[8192] = {} , i;
	for(i=0; i<1000000; i++)
	{
		arr[i%8192] = rand() % 10000;
		if(0 == i % 8192)
			write(fd,&arr,4*8192);
	}
	write(fd,&arr,(i%8192)*4);

	close(fd);
}

运行时间比较：

标准I/O
real	    0m0.164s
user		0m0.128s
sys		    0m0.012s

系统I/O

real		0m2.797s
user		0m0.200s
sys		    0m2.316s

系统I/O(设置了缓冲区)

real		0m0.079s
user		0m0.060s
sys	    	0m0.004s

结论：

• 因为标准IO使用了缓冲技术，当数据写入时并没有立即把数据交给内核，而是先存放在缓冲区中，当缓冲区满时，会一次性把缓冲中的数据交给内核写到文件中，这样就减少内核态与用户态的切换次数。
• 而系统IO每写一次数据就要进入一次内核态，这样就浪费了大量时间进行内核态与用户态的切换，因此用时更长。
• 如果为系统IO，设置更大的缓冲区，它会比标准IO更快。