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linux 缓冲区(全缓冲、行缓冲、无缓冲)

xnh888 2025-07-06 17:35:37 技术教程 4 ℃ 0 评论


缓冲区又称为缓存,它是内存空间的一部分。也就是说,在内存空间中预留了一定的存储空间,这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据,这部分预留的空间就叫做缓冲区。


缓冲区分类

缓冲区根据其对应的是输入设备还是输出设备,分为输入缓冲区和输出缓冲区。


为什么要引入缓冲区呢

比如我们从磁盘里取信息,我们先把读出的数据放在缓冲区,计算机再直接从缓冲区中取数据,等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取,这样就可以减少磁盘的读写次数,再加上计算机对缓冲区的操作大大快于对磁盘的操作,故应用缓冲区可大大提高计算机的运行速度。

又比如,当计算机的高速部件与低速部件通讯时,必须将高速部件的输出暂存到某处,以保证高速部件与低速部件相吻合。通常情况下,就是为了高效地处理我们的cpu和i/o设备之间的交互,因为我们知道cpu处理速度是很快的。举个例子,电脑的cpu通常情况下要处理很多事务,而我们从键盘敲下的文字相对于cpu的处理是很慢的,cpu不能老等着我们,它可以这时候去处理别的事务。所以当我们敲小的文字被先放到了缓冲区,等待cpu最后的统一处理。这样就让计算机的cpu变得高效起来。

所以,缓冲区就是一块内存区,它用在输入输出设备和CPU之间,用来缓存数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作,避免低速的输入输出设备占用CPU,解放出CPU,使其能够高效率工作。


缓冲区的类型

分为三种:全缓冲、行缓冲和不带缓冲。


全缓冲

在这种情况下,当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。

# 传递1以选择行缓冲(仅在文本模式下可用)
# 在许多系统上,缓冲区的长度通常为4096或8192字节。
f = open('buffer_1.txt', 'w', buffering=2048)
f.write('+' * 2047)
# 大于2048的时候就写入文件
f.write('-' * 2)
f.close()

行缓冲

在这种情况下,当在输入和输出中遇到换行符时,执行真正的I/O操作。这时,我们输入的字符先存放在缓冲区,等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是标准输入(stdin)和标准输出(stdout)。

f = open('buffer_2.txt', 'w', buffering=1)
f.write('xxxx')
f.write('yyyy')
# 只要加上\n就写入文件中
f.write('\n')
f.close()

不带缓冲

也就是不进行缓冲,标准出错情况stderr是典型代表,这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。

# 关闭缓冲(仅在二进制模式下允许)
f = open('buffer_3.txt', 'ab', buffering=0)
f.write(b'a')
f.write(b'b')
f.close()


知识点

python open()方法的buffering参数设置

  • -1缺省buffer大小:默认是8192个字节,8192/1024 = 8k
  • 0只在二进制模式使用,表示关buffer,文本下不支持
  • 1只在文本模式使用,表示行缓冲.意思就是见到换行符就flush在二进制下表示就1个字节
  • 大于1:二进制下,表示指定大小,文本下指定大小还依旧表示为默认值
  • flush()将缓冲区数据写入磁盘
  • close()关闭前会调用flush()


参考:

https://cloud.tencent.com/developer/article/1549653

https://blog.csdn.net/weixin_45154559/article/details/104869305

https://www.jb51.net/article/104562.htm

https://blog.csdn.net/daima3/article/details/103129463

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