今天來為大家分享一波關于緩沖區的知識！那么既然我們要談緩沖區，那么就得從是什么？為什么？有什么作用這幾個方面來談論一下緩沖區！然后再通過一些代碼來更加深刻的理解緩沖區的知識！
引言：
是什么？
從最簡單的理解方面來，我們可以將緩沖區理解成一塊內存！那么這塊內存是從哪里來的呢？在linux中一般我們所說的緩沖區都是由C提供的語言級別的緩沖區！
干什么的？
那么緩沖區的作用主要是用來干什么的呢？可以從我們生活中的例子來理解！假設你的朋友小張下個月就要過生日了，你要送他一個生日禮物！但是你們兩個距離很遠！一個在西藏，一個在海南！如果讓你自行將生日禮物送給他，那么無疑將會浪費你的很多成本！但是現實中存在快遞站，只需要你下樓將禮物交付給快遞站，然后由快遞站代替你送過去即可！那么在本例子內，快遞站的作用就是一個緩沖區的作用！
為什么要存在緩沖區？
根據上面提到的例子，很容易理解，因為有了快遞站的存在，使我們方便了很多！所以類似于此，緩沖區存在的意義就是為了提高效率，減少我們的成本！
下面通過一段代碼來證明一下緩沖區確實存在！
我們用戶通常寫程序在屏幕上打印一段文字的時候！其中就利用到了緩沖區！例如下面這個例子！
運行這段程序之后，顯示屏上并沒沒有立刻打印出“hello linux”，這是為什么呢？根據我們所了解到的知識，程序是自上向下運行的，運行到sleep的時候，printf語句一定是執行過了，但是為什么沒有打印出結果呢？根據此例子可以充分的證明緩沖區的存在！！既然證明了緩沖區的存在，那么我們將來一步一步的進行分析緩沖區的相關知識1
那么從系統角度來將該如何理解的呢？
從操作系統角度上來看！用戶輸入一段指令，該指令并沒有直接傳遞到內核文件內存中！而是將用戶輸入的指令存放到了C提供的語言級別的緩沖區內！然后在C語言的緩沖區中經過刷新之后！再傳遞到內核結構中的文件緩沖區中！最后系統會定期的將內存的數據刷新到磁盤中！此階段也可以稱之為刷新！在此，我們提到了兩個緩沖區，一個是用戶層的C語言提供的語言級別的緩沖區，一個是內核結構中的內核文件緩沖區！一般我們所考慮的都是C語言提供的語言級別的緩沖區！
緩沖區的一些特性：
根據緩沖區能夠存儲一定的數據可以推出：緩沖區一定存在著刷新的方式！
1.無緩沖（立即刷新！）
2.行緩沖（行刷新！）
一般對于顯示器文件，都是基于行緩沖的模式！
3.全緩沖（存放滿然后進行刷新！）
對于磁盤文件，都是基于全緩沖的方式！
那么根據以上的特征，緩沖區也會有著特殊的情況！
1.強制刷新！
2.進程退出后，會自動進行刷新！（無論是否滿足刷新的條件！）
實例：充分理解緩沖區
下面通過一段代碼來充分理解緩沖區中的行緩沖和全緩沖！
上面代碼運行過后，每行代碼都打印了出來！這是為什么呢？剛才不是還說是存在緩沖區的么？其實不難理解，因為每段代碼都有了\n換行符，強制讓緩沖區內的數據進行刷新！所以數據都原樣的打印了出來！！
那么將上面的代碼經過簡單的修改就會出現另外一種結果！
經過上面代碼簡單的修改，我們發現C函數的調用都打印了兩次，而是用系統調用的write確只調用了一次！這是為什么呢？其實很簡單！
我們可以看出，我們將輸出結果由原來的行緩沖轉化成了全緩沖（因為將結果打印到了log.txt文本文件中，文本文檔默認為全緩沖的刷新方式！）所以只有當將緩沖區填滿的時候，才會進行刷新！才能打印到顯示屏中！又因為調用了fork函數，創建了新的子進程！根據fork的特性會繼承父進程的代碼和數據塊！因為此時代碼仍然在緩沖區內！所以子進程也會繼承這些相同的代碼和數據塊！然后當一個進程結束后，就會發生寫時拷貝！這是因為當一個進程退出的時候，一般都會對緩沖區的數據進行刷新，那么算不算清空或寫入的操作呢？答案是肯定的！當時算！所以就會發生寫時拷貝！所以可以推出，一旦一個進程退出，那么就會發生寫時拷貝！
根據上圖結果看出，系統調用write只打印了一次！從這里可以推出：write沒用使用C語言的緩沖區！因為C語言的一些函數，大多都是對系統調用的封裝！大多都是因為封裝的原因！而導致他們使用C提供的緩沖區！而系統調用處于內核級別，在用戶級別的下面，直接將數據寫入到內核文件系統中！所以不使用C提供的緩沖區！
實例中的主要知識點：
1.當我們直接向顯示器打印的時候，顯示器文件的刷新方式是行刷新！而是我們的代碼輸出的所有字符串，都有\n，fork之前，數據已經全部被刷新！包括systemcall！
2.重定向到log.txt之后，本質是向磁盤文件中寫入(而不再是顯示器里面！），我們系統對于數據的刷新方式已經由行刷新轉化到了全刷新的方式！變成了全緩沖！
3.全緩沖意味著緩沖區變大，實際寫入的簡單數據，不足以將緩沖區填滿！fork執行的時候，數據依然在緩沖區內部！
4.我們目前所談的緩沖區，是和操作系統沒有關系的！只能和C語言本身有關！！
5.C/C++提供的緩沖區，里面保存的一定是用戶的數據！其屬于當前進程運行的數據！但是如果當把數據交付給OS,這些數據就屬于OS了，不再屬于該進程了！
6.當進程退出的時候，一般會進行刷新緩沖區，即使我們的數據沒有滿足刷新條件！
證明緩沖區的存在以及其在內核中的結構！
既然我們都講了這么多關于緩沖區的知識了，那么我們確實已經知道了緩沖區真實存在！那么能否讓我看一看其到底是什么樣子的呢？
通過以上函數，我們可以發現，大多的輸入輸出操作，以及文件的操作都用到了FILE該結構體！那么該結構體之中我們之前知道其包含了文件描述符fd，那么其是否介意再包含一個緩沖區的成員變量呢?答案是當然不介意的啦！
我們可以通過對FILE的觀察來看一下緩沖區的真實存在！
我們通過grep指令來查看FILE的路徑！然后在FILE內部繼續進行查找，最后看到FILE內部有我們熟悉的文件描述符_fileno,以及我們今天所講的緩沖區的內容！
至此，本文關于緩沖區的介紹到此為止，希望讀完本篇文章，能對讀者有一定的收獲！
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