C的全缓冲、行缓冲和无缓冲
1.简介
基于流的操作最终会调用read或者write函数进行I/O操作。为了使程序的运行效率最高，流对象通常会提供缓冲区，以减少调用系统I/O库函数的次数。
在Linux中，缓冲方式存在三种，分别是： （1）全缓冲。输入或输出缓冲区被填满，会进行实际I/O操作。其他情况，如强制刷新、进程结束也会进行实际I/O操作。
对于读操作来说，当读入内容的字节数等于缓冲区大小或者文件已经到达结尾，或者强制刷新，会进行实际的I/O操作，将外存文件内容读入缓冲区；对于写操作来说，当缓冲区被填满或者强制刷新，会进行实际的I/O操作，缓冲区内容写到外存文件中。磁盘文件操作通常是全缓冲的。
（2）行缓冲。输入或输出缓冲区遇到换行符会进行实际I/O操作。其他与全缓冲相同。
（3）无缓冲。没有缓冲区，数据会立即读入内存或者输出到外存文件和设备上。标准错误输出stderr是无缓冲的，这样保证错误信息能够及时反馈给用户，供用户排除错误。
三种缓冲类型的宏定义在头文件<stdio.h>。
缓冲类型 | 宏 |
|---|---|
全缓冲 | _IOFBF |
行缓冲 | _IOLBF |
无缓冲 | _IONBF |
在学习APUE这本书时，程序8-1中，就很好的体现了全缓冲和行缓冲的区别，代码如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int glob=6;
int main(int argc, char** argv) {
int var;
pid_t pid;
printf("a write to stdout\n");
if(pid=fork()<0){
printf("fork error");
}else{
if(pid==0){
glob++;
var++;
}
else{
sleep(2);
}
}
printf("pid=%d,glob=%d,var=%d\n",getpid(),glob,var);
exit(0);
}编译成功后，我这里生成的二进制文件默认为a.out，运行结果如下：
./a.out
a write to stdout
pid=4823,glob=7,var=4195873
pid=4824,glob=7,var=4195873
./a.out > temp.txt
cat temp.txt
a write to stdout
pid=4864,glob=7,var=4195873
a write to stdout
pid=4865,glob=7,var=4195873可见printf在输出到标准输出（显示器）时，是行缓冲，遇到换行符时会将缓冲区内容输出到显示器，并清空缓冲区。当使用重定向命令时，标准输出被重定向到磁盘文件，此时标准输出变成全缓冲，遇到换行符不输出，而是被拷贝至子进程中，在父子进程结束后，各有一份输出。
2.缓冲区的设置
（1）设置是否开启缓冲区，可使用函数setbuf或者setbuffer。setbuf和setbuffer函数具有打开和关闭缓冲机制。为了带缓冲进行I/O，参数buf指向缓冲区。通常在此之后该流就是全缓冲的，但是如果该流与一个终端设备相关，那么某些系统也可以将其设置为行缓冲。为了关闭缓冲，可以将buf参数设置为NULL。注意，setbuffer()非C标准库函数，见于BSD系统。
setbuf()的缓冲区长度必须为BUFSIZ(定义在stdio.h)，否则可能会出现缓冲区溢出。setbuffer可以指定缓冲区大小。
//@header:stdio.h
//@brief:设置指定的缓冲区或关闭缓冲
//@param:stream:文件指针；buffer：缓冲区地址
//@notice:使用默认缓冲大小BUFSIZ（在stdio.h中定义）
void setbuf ( FILE * stream, char * buffer );
//@notice:同setbuf，但可指定缓冲区大小
void setbuffer(FILE *stream, char *buf, size_t size);将buffer指定为NULL，关闭标准输出缓冲。
setbuf(stdout,NULL)指定新的缓冲区。
static char newBuffer[BUFSIZ];//必须是BUFSIZ（定义在stdio.h），否则存在缓冲溢出可能
setbuf(stdout,(char*)&newBuffer);
//或者指定缓冲区大小
static char newBuffer[512];
setbuffer(stdout,(char*)&newBuffer,512);（2）更改缓冲模式，可使用函数setvbuf。
//@header:stdio.h
//@brief:更改缓冲模式并设置缓冲区
//@param:stream:文件指针；buf缓冲区地址；type：缓冲区模式；size：缓冲区大小
//@ret:0成功，非0失败
int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int type, unsigned size);例如，将流缓冲区设置为行缓冲，调用setvbuf时，缓冲区地址设为NULL，缓冲区大小设为0。注意，前提是存在缓冲区。
setvbuf(stream,NULL,_IOLBF,0); //实测，VS2015中，size需要大于0，且只能设为全缓冲
//上面的代码等价于
setlinebuf(stream); //for BSD如果调用setvbuf指定了缓冲区大小size大于0，缓冲区buf为NULL，则交由setvbuf进行malloc申请缓冲区。
//间接申请1024字节全缓冲区
setvbuf ( stream , NULL , _IOFBF , 1024); //实测Linux无效，VS2015可以设置缓冲区大小
//以下在Windows和Linux均有有效，显示指明全缓冲区
static char buf[1024];
setvbuf ( stream , buff, _IOFBF , 1024);对于上面的函数，Linux和Windows平台对setvbuf()的具体实现不尽相同，使用时也请大家注意，总结为以下几点： （1）Linux平台对设备文件默认开启行缓冲，对磁盘文件默认开启全缓冲。
开启关闭缓冲用setbuf()。在存在缓冲区的前提下，改变缓冲模式用setvbuf()。注意，不能使用setvbuf()来间接申请缓冲区，只能显示指明缓冲区。
//不存在缓冲区时，间接申请缓冲区无效
setvbuf(stdout,NULL,_IOFBF,100);
//可以显示指明缓冲区
static char buf[100];
setvbuf(stdout, buf,_IOFBF,100);（2）Windows默认关闭缓冲，只能开启全缓冲，开启方式如下：
static char buf[100];
setbuf(stdout,buf); //不安全，不建议使用
setvbuf(stdout, buf,_IOFBF,100);
//间接申请缓冲区
setvbuf(stdout,NULL,_IOFBF,100);参考资料
[1]setvbuf