printf行缓冲区的分析总结

 最近在客户那调试串口的时候，read串口而后printf打印，单字符printf，发现没有输出，后来想起来printf这些标准输入输出函数也是属于标准C库glibc的，

  这里就要区分一下标准库函数和系统调用了。

  系统调用是内核提供给上层程序的接口，可以实现内核和上层之间的交互，系统调用在内核中的实现是软中断的方式，经过相应的中断服务例程来实现，而标准库函数是在系统调用的基础之上封装的应用程序，彻底运行在用户态，在必要的时候调用系统调用。编写应用程序能够直接使用应用程序也可使用库函数，那为何还要有库函数呢。

  以printf为例，在printf的实现中，在调用write以前加入了IO缓冲区，这是一个用户空间的缓冲，首先要说明一点，系统调用是软中断，频繁调用，须要内核频繁陷入内核态，这样的效率不是很高，而printf实际是向用户空间的IO缓冲写，在知足条件的状况下（条件下面会说）才会调用write系统调用，这样也就提升了内核的效率。

   对于普通的文件操做，库函数由于IO缓冲区，效率高，其余方面与直接调用系统调用无异，可是对于一些特殊的文件，如串口终端以及网络设备。对于应用程序来将，咱们更加但愿的是每次的操做可以真真正正的反映在底层的硬件上，这时咱们最好就不要使用相似与printf这样的带IO缓冲区的标准库函数了，而是直接使用系统调用，我上面就是犯了这个错误。

   说完标准库函数和系统调用的区别，咱们就要具体的分析一下printf。

    printf是一个行缓冲函数，先写到缓冲区，知足条件后，才将缓冲区刷到对应文件中，刷缓冲区的条件以下：

    1 缓冲区填满

    2 写入的字符中有‘\n’ '\r'

    3 调用fflush手动刷新缓冲区

    4 调用scanf要从缓冲区中读取数据时，也会将缓冲区内的数据刷新

   

  知足上面4个条件之一缓冲区就会刷新，，也就是printf会真正调用write来写入

   当咱们执行printf的进程或者线程结束的时候会主动调用flush来刷新缓冲区，因此程序结束，也会刷新

   若是咱们沦落到调用printf后再调用fflush来刷新的话，我感受还不如调用write来的直接呢

   其余的3点都好理解，下面咱们就手动来研究一下printf的缓冲区到底有多大？

   这就须要咱们写一个小程序来验证一下，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;
}

 

在本地机器上编译这个程序，以后运行，在屏幕第一次输出结构后ctrl+C杀死，将结果保存在一个文件中，ls -l查看一下这个文件

 我查看这个文件大小是1025个字节，这也就说明printf的缓冲区是1024byte，当写入第1025字节时刷新缓冲区到终端下。