再问缓冲区问题

wkathy

在另一个版面发过帖子但是回复的不多，有人建议到这里来问问。

最近遇到了缓冲区方面的问题，请各位帮忙解决一下。
以下几个说法对吗？
1、c库函数有一个内核缓冲区，一个用户缓冲区；系统调用只有一个内核缓冲区。
2、新建一个进程，系统会自动分配一个缓冲区给它。
3、进程中各个打开的文件，每个文件描述符具有自己的缓冲区（是这样吗？还是共用进程的内核缓冲区？还是以文件为单位创建内核缓冲？）
   fd读写方式打开一个文件，（用read，write）先写后读，写是写到内核缓冲，后读读的是不是也是内核缓冲区里面的内容？还是磁盘文件里面的（仿佛此时还没刷新缓冲到磁盘）。
   fd1、fd2分别打开两个不同的文件，写fd1，紧接着读fd2，会把刚写入内核缓冲的东西读出来吗？

晕晕的，仙人请指路！

deepinthesea

1. 正确
2. 新建一个进程, 就是不同的地址空间了. 每个进程都有其4G的地址空间. 你这个缓冲区是什么意思?
3. 每个文件描述符当然有其自己的缓冲区. 当然不会把刚刚写入的内容读出来. 你自己编个程序试试不就知道了吗?
你这几道题只要自己编下程就知道了. APUE3, 5章有详细的讲解.
还有, 在对应用程序不太熟悉之前不要动不动就说内核什么的.

wkathy

这两个例子分别是（1）两次打开同一个文件（2）两次打开两个文件 的例子，我编程做过，对于结果不太肯定，我是一名教师，正好即将要讲到这个知识点，为了给学生一个明确的说法，想找高手答疑解难。
write和read都是与内核缓冲区打交道，不是直接和磁盘文件打交道。
（1）读fd2会把刚写入fd1的内容读出来，好像fd1和fd2共享一个缓冲区
（2）读fd2不能读出刚写入fd1的内容，fd1和fd2不是共享一个缓冲区

另外还有一个问题：write（1，buf4,n）中第一个参数我写成（0 1 2）都是正确显示buf4中的内容，为什么？
谢谢！
第一个例子

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
   int n;
   int fd1,fd2;
   char buf1[10]={"1234567890"};
   char buf2[10]={"abcdefghij"};
char buf4[5];
   if ( ( fd1 = open( "file1.txt",O_RDWR| O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR |S_IWUSR))
==-1 )
        perror("file1.txt open error");
   printf("the fd1 = %d \n",fd1);                       //

   if ( ( fd2 = open( "file1.txt", O_RDWR)) == -1 )
       perror("file1.txt not open again " );
   printf("the fd2 = %d \n",fd2);

   if (( n = write(fd1,buf1,sizeof(buf1))) == -1)
        perror("write file1.txt error");
    printf("write %d char into fd1 \n",n);

   if ((n = read(fd2,buf4,sizeof(buf4))) == -1 )
        perror("read file1.txt error! ");
    printf("read %d char from fd2 \n",n);
   write(1,buf4,n);
   printf("\n");


   close(fd1);
   close(fd2);
}

第二个例子

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
   int n;
   int fd1,fd2;
   char buf1[10]={"1234567890"};
   char buf2[10]={"abcdefghij"};
char buf4[5];
   if ( ( fd1 = open( "file1.txt",O_RDWR| O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR |S_IWUSR))==-1 )
        perror("file1.txt open error");
   printf("the fd1 = %d \n",fd1);                       //

   if ( ( fd2 = open( "file2.txt",O_RDWR| O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR |S_IWUSR))==-1 )
       perror("file1.txt not open again " );
   printf("the fd2 = %d \n",fd2);

   if (( n = write(fd1,buf1,sizeof(buf1))) == -1)
        perror("write file1.txt error");
    printf("write %d char into fd1 \n",n);

   if ((n = read(fd2,buf4,sizeof(buf4))) == -1 )
        perror("read file1.txt error! ");
    printf("read %d char from fd2 \n",n);
   write(1,buf4,n);
   printf("\n");


   close(fd1);
   close(fd2);
}

scutan

1. 你写入与读出的都是同一个文件, 那么你读出来的当然就是你写进去的内容哦. 这和缓冲区没关系. 你另外弄个文件, file2.txt 然后fd2打开这个文件, 看读出来的内容又是什么呢?
2. 一般情况下1是标准输出, 2是错误输出, 0是标准输入, 都是与屏幕相关联的, 只要不对其进行重定向, 那么就是向屏幕进行输出.
3. 你的程序中有很多潜在的危险. 比如 char buf1[10]={"1234567890"};

wawxdyy

建议楼主看一下内核源码下的include/linux/fs.h里关于file结构的定义，它就是文件描述符，里面有个字段是文件偏移量

wkathy

1. 你写入与读出的都是同一个文件, 那么你读出来的当然就是你写进去的内容哦. 这和缓冲区没关系. 你另外弄个文件, file2.txt 然后fd2打开这个文件, 看读出来的内容又是什么呢?

不是write的时候不是直接写入磁盘而是在缓冲区中吗？

2. 一般情况下1是标准输出, 2是错误输出, 0是标准输入, 都是与屏幕相关联的, 只要不对其进行重定向, 那么就是向屏幕进行输出.

为什么0是标准输入还能输出到屏幕上呢？

3. 你的程序中有很多潜在的危险. 比如 char buf1[10]={"1234567890"};

谢谢！比较匆忙，所以没有仔细检查。

scutan

1.我想你说的这个缓冲区应该是指标准IO这个缓冲区吧, write()是系统调用, 它就直接陷入内核了, 然后将数据从用户态拷贝到内核态, 再通过VFS层, 块设备驱动层将数据写到文件所对应的磁盘上记录块上去, 当然, 在VFS, 块设备驱动层也是有缓冲区的, 但是这是由内核来控制的. 决定哪个时候将数据写到记录块上去.
而你说的那个方式应该是指fprintf()的时候, 这个时候是写到标准IO的缓冲区中去, 需要fflush()才能够写到具体的文件记录块中去.
你看看下面几个程序:

1. 
   
2. #include<unistd.h>
   
3. #include<stdio.h>
   
4. 
   
5. int main()
   
6. {
   
7.         printf("hello");
   
8.         fflush(stdout);
   
9.         fork();
   
10.         return 0;
    
11. }
    
12. 
    
13. 
    
14. #include<unistd.h>
    
15. #include<stdio.h>
    
16. 
    
17. int main()
    
18. {
    
19.         printf("hello");
    
20.         fork();
    
21.         return 0;
    
22. }
    
23. 
    
24. 
    
25. #include<unistd.h>
    
26. #include<stdio.h>
    
27. 
    
28. int main()
    
29. {
    
30. 
    
31.        write(1, "hello", 5);
    
32.         fork();
    
33.         return 0;
    
34. }
    
35. 
    

复制代码

注意其中对hello的输出, 而标准输出是行缓存的形式, 所以后面的\n是将数据真正输出的一个标志.
2. 0虽然是标准输入, 但是其在内核中是与屏幕相关联的. 你往里面写, 当然会显示出来了. 它也是相当于是一个文件.

MMMIX

原帖由 wkathy 于 2007-10-9 09:21 发表
在另一个版面发过帖子但是回复的不多，有人建议到这里来问问。

最近遇到了缓冲区方面的问题，请各位帮忙解决一下。
以下几个说法对吗？
1、c库函数有一个内核缓冲区，一个用户缓冲区；系统调用只有一个内核 ...

建议先安心看点书, 例如 APUE2 和 Linux Kernel Development(2nd) 就不错.

wkathy

建议先安心看点书, 例如 APUE2 和 Linux Kernel Development(2nd) 就不错.

谢谢！我曾试过看一些稍微深一点的书，但是总是看不明白怎么回事，所以在平时一遇到稍微底层一点的就糊涂了。

wkathy

建议楼主看一下内核源码下的include/linux/fs.h里关于file结构的定义，它就是文件描述符，里面有个字段是文件偏移量

谢谢！看过这个结构，但我还是没明白缓冲方面的问题。