全缓冲、行缓冲

缓冲（Buffering）的本质

缓冲（Buffering）是计算机中一种常见的数据处理优化技术，核心思想是 用内存临时存储数据，减少直接访问低速设备（如磁盘、网络）的次数，从而提高 I/O 效率。

缓冲模式	宏定义	行为	典型应用场景
全缓冲	_IOFBF	缓冲区满或调用 fflush() 时才进行 I/O 操作	普通磁盘文件
行缓冲	_IOLBF	遇到换行符 \n 或缓冲区满时进行 I/O 操作	终端（stdin/stdout）
无缓冲	_IONBF	每次 I/O 操作都直接调用系统调用（如 read/write）	stderr（错误输出）

默认缓冲规则

(1) 终端设备（如 /dev/tty）

• stdin（标准输入）、stdout（标准输出）：默认是 行缓冲（_IOLBF）

  • 例如 printf 输出到终端时，遇到 \n 或缓冲区满才会刷新。

  • 用户输入时，必须按 回车（\n） 才会提交数据给程序。

(2) 普通磁盘文件

• 通过 fopen 打开的文件：默认是 全缓冲（_IOFBF）

  • 缓冲区大小通常为 BUFSIZ（如 8192 字节），减少频繁的系统调用。

(3) 管道/套接字

• 缓冲模式取决于具体实现，可能是行缓冲或全缓冲。

(4) stderr

• 默认 无缓冲（_IONBF），确保错误信息立即输出。

QA

那用fread读stdin是全缓冲还是行缓冲?

既然是行缓冲是不是意味着,读到换行符fread函数就会结束?

1.默认情况下，stdin 是行缓冲（_IOLBF）

• 终端输入（如键盘）默认是 行缓冲，即：

  • 用户必须按 回车（\n），输入的数据才会提交给 fread。

  • 但 fread 不会因为 \n 停止读取，它会继续尝试读满指定字节数（除非遇到 EOF）。

char buf[100];
fread(buf, 1, sizeof(buf), stdin);  // 需按回车后才会读取，但会读满 100 字节（如果有）

2. fread 的行为 vs 缓冲模式

• fread 是二进制读取函数：

  • 它 不关心内容（如 \n），只关心是否读满指定字节数。

  • 即使 stdin 是行缓冲，fread 也会尝试读取尽可能多的数据（直到缓冲区满或 EOF）。

• 对比 fgets：

  • fgets 是文本行读取函数，遇到 \n 会停止。

  • fread 是二进制块读取函数，无视 \n。

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3. 缓冲模式的本质

• stdin 的行缓冲：控制的是 数据何时从内核提交给 fread（按回车后提交）。

• fread 的读取逻辑：决定 如何消费这些数据（读满指定字节数，不因 \n 停止）。

总结

• 缓冲的核心目标：用内存换速度，减少低速设备的直接访问。

• C 标准库的缓冲：

  • 默认：终端行缓冲（stdin/stdout），文件全缓冲。

  • 可通过 setvbuf 调整。

• 系统调用无缓冲：如 read()/write() 直接操作内核缓冲区。