【Linux】进度条与缓冲区

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-07-13 08:59 195阅读 0赞

## Linux下缓冲区的刷新 ##

**直击主题：缓冲区**

关于缓冲区，我们在C/C++编程时所了解到的就是系统提供的一个暂存区，暂时存放我们的输入和输出，是一块不太大的空间，至于具体为什么要有这块空间，当然是为了提高系统的效率；

当然，在这里就不得不提一个概念，就是标准库函数和系统调用之间的关系；

printf就是一个标准输出函数，标准库函数一般是对系统调用的封装，而printf即是对write系统调用的封装，不过在调用write之前，加入了一个缓冲区，即我们现在所说的这个缓冲区，而printf实际是向用户空间的IO缓冲写，在满足条件的情况下（条件下面会说）才会调用write系统调用，这样也就提高了内核的效率。

当然，这只是一般情况，还有其它的情况，对于系统调用和标准库函数的关系，下面我推荐一篇比较好的博客，毕竟我的水平还不够，但上面所说的内容已经可以满足本片博客的需求了；

**推荐博客：**

[http://blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/10044343][http_blog.csdn.net_skyflying2012_article_details_10044343]

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**缓冲区的大小以及刷新方式**

缓冲区的类型有三种：

标准I/O 提供了3 种类型的缓冲区。

1，全缓冲区：这种缓冲区要求填满整个缓冲区后才进行I/O 系统调用操作。对于磁盘文件通常使用全缓冲区访问。第一次执行I/O 操作时，ANSI 标准的文件管理函数通过调用malloc 函数获得需使用的缓冲区。默认大小为8192。

2，行缓冲区：在这种情况下，当在输入和输出中遇到换行符时，标准I/O 库执行I/O系统调用操作。当流涉及一个终端时（例如标准输入和标准输出），使用行缓冲区。因为标准I/O 库收集的每行的缓冲区长度是固定的，只要填满了缓冲区，即使还没有遇到换行符，也将执行I/O 系统调用操作。默认行缓冲区大小为128 字节。

3，无缓冲区：标准I/O 库不对字符进行缓存。如果用标准I/O 函数写若干字符到不带缓冲区的流中，则相当于用write 系统调用函数将这些字符写至相关联的打开文件。标准出错流stderr 通常是不带缓冲区的，这使得出错信息能够尽快地显示出来。

-----参考红黑联盟

既然上面提到了行缓冲区的大小，我们就可以尝试写个小程序来测试一下我们的Linux的行缓冲区的大小；

思路：首先得知道缓冲区的刷新方式，即怎样打印内容；

printf是一个行缓冲函数，先写到缓冲区，满足条件后，才将缓冲区刷到对应文件中，刷缓冲区的条件如下：
    1 行缓冲区填满
    2 写入的字符中有‘\n’ 
    3 调用fflush手动刷新缓冲区
    4 调用scanf要从缓冲区中读取数据时，也会将缓冲区内的数据刷新
    5 当然，程序结束也会刷新缓冲区

现在，我们知道了缓冲区的刷新方式，先不管其它的，先来想办法确定缓冲区的大小，刚好，刷新方式的第一条，把缓冲区填满，然后自动就刷新出来了，那只要我们把缓冲区写满，我们可以得到一个缓冲区的大小，二话不说，先来试试；

写下下面的代码：

![这里写图片描述][SouthEast]

**分析：** 这个代码的运行结果是个死循环，相信你已经注意到了，这是我目前为止想到的比较笨也是唯一知道的办法，其中加入了一句usleep函数（不知道usleep函数可以去man —\_—|||）,是因为没有加的话，找不到写满行缓冲区刷新时的分割，加入这个等待时间的话，他会有一定的停顿（时间自己把握），这样我们就可以Ctral+c结束程序，将打印出的那部分放在一个空文件里，然后看这个文件的大小就知道行缓冲区的大小了，结果如下：

![这里写图片描述][SouthEast 1]

复制到一个空的文件名为size的文件中，然后stat看文件的大小；

![这里写图片描述][SouthEast 2]

**分析：** 可以看到文件的大小是1025个字节；即1KB的行缓冲区；

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**进度条的实现：**

前面说了行缓冲区，缓冲区的刷新，那么下面这个进度条的实现就是对上面知识的应用；

插入一点 \\r 和 \\n 的区别：

> 1.回车换行符，是2个符。一个回车，一个换行。\\r仅仅是回车，\\n是换行。一个是控制屏幕或者从键盘的Enter键输入。另一个是控制“打印机”！  
> 2.回车 = 光标到达最左侧，换行 = 移到下一行。**如果只回车，打印的东西会覆盖同行以前的内容**，如果只换行，打印的东西会在下一行的先一个位置继续。  
> 3.\\r实际是回到行首。\\n如果下一行已经有了一些内容的话它会在那些内容的后边.因为一般情况下下一行是没有数据的,很多时候\\n也就成了\\r\\n作用一样。

注意上面加粗的那句话，进度条的实现利用到了这一点，还有fflush强制刷新缓冲区；

代码：

![这里写图片描述][SouthEast 3]

然后编辑一个主函数进行调用，我在这里简单的运用了make和makefile，对于make和Makefile会在后面的深入学习中进行总结；

结果展示：  
![这里写图片描述][SouthEast 4]

[http_blog.csdn.net_skyflying2012_article_details_10044343]: http://blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/10044343
[SouthEast]: /images/20220713/7a7c58ac97bd474798e1a4a899ffb636.png
[SouthEast 1]: /images/20220713/4b59c40fe04a4f09b51b0c2c800a8037.png
[SouthEast 2]: /images/20220713/1da9d8265ec9446fb2b0a34151168198.png
[SouthEast 3]: /images/20220713/97ea23d358f0471a8c07e1a211931715.png
[SouthEast 4]: /images/20220713/78c270cfc9314a409cfcc9743baca622.png