缓冲IO与非缓冲IO(fopen与open系列函数区别)

    xiaoxiao2021-03-25  128

    参考文章:http://www.cnblogs.com/hnrainll/archive/2011/09/16/2178706.html

    http://www.cnblogs.com/joeblackzqq/archive/2011/04/11/2013010.html

    [cpp]  view plain  copy   int open(const char *path, int access,int mode)       path 要打开的文件路径和名称                                  access 访问模式,宏定义和含义如下:                                   O_RDONLY         1    只读打开                                    O_WRONLY         2    只写打开                                    O_RDWR           4    读写打开                                还可选择以下模式与以上3种基本模式相与:                                   O_CREAT     0x0100   创建一个文件并打开                               O_TRUNC     0x0200   打开一个已存在的文件并将文件长度设置为0,其他属性保持                        O_EXCL      0x0400   未使用                                           O_APPEND    0x0800   追加打开文件                                    O_TEXT      0x4000   打开文本文件翻译CR-LF控制字符                    O_BINARY    0x8000   打开二进制字符,不作CR-LF翻译                                                               mode 该参数仅在access=O_CREAT方式下使用,其取值如下:                 S_IFMT      0xF000   文件类型掩码                                 S_IFDIR     0x4000   目录                                         S_IFIFO     0x1000   FIFO 专用                                    S_IFCHR     0x2000   字符专用                                     S_IFBLK     0x3000   块专用                                       S_IFREG     0x8000   只为0x0000                                   S_IREAD     0x0100   可读                                         S_IWRITE    0x0080   可写                                         S_IEXEC     0x0040   可执行   [cpp]  view plain  copy   FILE *fopen(char *filename, char *mode)       filename 文件名称       mode 打开模式:                                                       r   只读方式打开一个文本文件                                      rb  只读方式打开一个二进制文件                                    w   只写方式打开一个文本文件                                      wb  只写方式打开一个二进制文件                                    a   追加方式打开一个文本文件                                      ab  追加方式打开一个二进制文件                                    r+  可读可写方式打开一个文本文件                                  rb+ 可读可写方式打开一个二进制文件                                w+  可读可写方式创建一个文本文件                                  wb+ 可读可写方式生成一个二进制文件                                a+  可读可写追加方式打开一个文本文件                              ab+ 可读可写方式追加一个二进制文件  

    在程序中,对于文件的读写,程序运行时间主要消耗在I/O上。与读写内存相比,读写硬盘上的文件慢很多;每次读取/写入文件的内容很少的话,那么程序运行时间主要消耗在I/O上了。因此有了缓冲I/O和非缓冲I/O

    非缓冲I/O,每次对于文件的操作,都要进行I/O操作。例如Linux的系统条用:

    open, read, write, lseek, close。

    它们依赖操作系统,没有文件结构体指针(把文件当做二进制文件),直接对文件进行操作,这些操作没有经过缓冲区。例如写一个文件write,直接把内容写到物理磁盘上了。优点是能迅速把内容写到文件中,在遇到突发事件时(例如断电),内容不会丢失。缺点就是频繁进行I/O操作,非常消耗CPU。

    fopen, fclose, fread, fwrite, fgetc, fgets, fputc, fputs, freopen, fseek, ftell, rewind

    缓冲I/O,就是在内存中开辟了一块缓冲区,对文件的操作先存在了缓冲区,在“需要”的时候在写到磁盘。一般来说,缓冲区越大,进行实际I/O就越少,效率越高。

    它们依赖文件结构体指针,可以读写字符、字符串、格式化数据。

    标准I/O的函数就是缓冲的I/O操作:

    缓冲I/O有全缓冲和行缓冲:

    全缓冲是在缓冲区填满后才进行实际的I/O操作。在磁盘上的文件常常由标准I/O库函数实施全缓冲。

    行缓冲是指在输入或输出中遇到换行符时,执行实际的I/O操作。

    区别:

    fopen系列函数是标准库提供的,使用的是文件结构体指针,把文件当做流来处理。

    open系列函数是系统条用,使用的是文件描述符。

    在Linux一切皆文件,但是fopen操作的只是指普通文件。设备文件不能当做流式文件来处理的,只能使用open系列函数。

    fopen使进程在用户态下就有了缓冲区,不像open系列函数,每次都要进行系统条用,用户态/内核态切换。

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