带缓冲区的 iostream 的机制是什么？

What's the mechanism of iostreams with buffer?

本文关键字：是什么 机制 iostream 缓冲区      更新时间：2023-10-16

首先，在 cplusplus.com 中，它说每个流对象都有关联的std :: streambuf
在C 底漆中，它说：

  1. 每个输出流管理一个缓冲区，它用来保存程序阅读和写入的数据。例如，执行以下代码
    os << "please enter a value: ";
    可以立即打印字符串，，或者操作系统可能会将数据存储在缓冲区中，以后要打印

  2. 有几种条件导致缓冲区被冲洗掉 - 即将写入，即写入实际的输出设备或文件：该程序正常完成，使用操纵器(例如(endl等

在我的理解中，句子"操作系统可以将数据存储在缓冲区中(不在中上面的上下文意味着流对象和OS都使用自己的缓冲区，即过程地址空间中的一个，另一个在OS管理的内核空间中。

这是我的问题，

  1. 为什么每个进程/对象(例如cout(管理自己的缓冲区？为什么不出现系统调用并将数据直接提供给OS缓冲区？

    2. 此外OS立即将数据放入OS缓冲区中。
  1. 为什么每个过程/对象(例如COUT(管理自己的缓冲区？为什么不引起系统调用并将数据直接提供给OS缓冲区？

作为一个预先解答的一点，您始终可以重写流缓冲区以始终冲洗到系统OS调用以进行输出(或输入(。实际上，您的系统可能已经这样做 - 这仅取决于实现。该系统只允许在iostreams库的级别进行缓冲，但就我记得而言，不一定需要它。

对于缓冲，它并不总是由字节发送或读取数据的最有效的效率。在许多系统中的cout和cin这样的情况下，OS可以更好地处理，但是您可以调整iostreams来处理正在读取插座的输入和输出流(Internet Connections的I/O(。在插座中，您可以通过Internet将每个字符在单个软件包中写入单个软件包，但根据链接类型以及链接的繁忙程度，这可能会变得非常慢。当您读取插座时，可以将消息分配在数据包上，以便您需要缓冲输入，直到达到"临界质量"为止。有可能在操作系统级别进行缓冲的方法可以进行缓冲，但是如果我自己处理大部分缓冲(由于通常在整个运行时的标准偏差(，我至少可以获得更好的性能。因此，iostreams中的缓冲是管理输入和输出以优化性能的有用方法，当您尝试同时尝试从多个连接中兼顾I/O时，这尤其有所帮助。

但是您不能总是假设操作系统会做正确的事情。我记得一旦我们使用了此保险丝模块，该模块允许我们在多个计算机节点上具有分布式文件系统。在编写和阅读单个字符时，它有一个非常奇怪的问题。尽管读取或编写一长串单个字符的序列最多需要使用EXT4系统在普通硬盘上，但同一操作将花费数天在保险丝系统上(暂时忽略了为什么我们首先这样做(。通过调试，我们发现悬挂在I/O级别，并且阅读和写作单个角色加剧了此运行时问题。我们必须重写代码以缓冲我们的阅读和写入。我们能弄清的最好的是，Ext4上的操作系统进行了自己的缓冲，但是在阅读和写入硬盘时，该保险丝文件系统并没有进行类似的缓冲。

在任何情况下，OS都可以自行缓冲，但是在许多情况下，此缓冲不存在或最小。iostream端缓冲可以帮助您的性能。

  1. 此外，"冲洗"一词是在对象缓冲区或操作系统缓冲区上作用吗？我猜我猜潮红的动作实际上引起了系统调用，并告诉OS立即将数据放入OS缓冲区中。

我相信，大多数文本都会从C 中的标准I/O流来谈论"冲洗"。您的程序可能无法直接控制OS如何处理其I/O。但是总的来说，我认为OS的I/O和您的程序对于大多数系统都将同步。

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