[技巧篇] 如何在不会的情况下解释 Python 设置文件的缓冲的问题

美好的中秋，朋友圈在享受悠闲周末的时候，刚入门 Python 的程序员小R在公司埋头加班，不知时间几何，一不小心把下周的工作捯饬完了，心情愉悦，不能自拔。

这不，周一的早上，小R吹着口哨，泡着枸杞，幻想着划水到飞起，嘴角抑制不住的咧到了耳朵根儿，翘起了二郎腿。

正抖腿抖到舒坦的时候，微信收到了一条消息，点开一看，消息来自一个熟悉又陌生的名字，在记忆的排水沟里使劲掏了掏，好不容易对号入座。一个许久未曾联系的同学小K，消息只有两个字：

“在吗？”

看着这两个字， 小R眉头一皱，发现事情

怎么回事？他这是要干嘛？为什么要问在吗？

是要借钱嘛？是要结婚嘛？是要...

挣扎良久，小R放下了二郎腿，按下了键盘：

“在”

此时心里已经在自导自演各种应对场景：

“要是借钱，我就...”

“要是结婚，我就...”

“....”

有一条消息过来，在它闪动的第24 次小R打开了聊天窗口：“听说你是 Python 大佬，我有一个问题想问你。”

嘿，吓死我了，你早说啊，此时小R内心一阵窃喜：“哎呀，我这么低调，竟然被人发现大佬的身份啦，看来我还要再低调一点，哈哈哈哈哈哈...”

低调的小R低调的在窗口敲下了如下内容：

“哎呀，没有啦，你有什么问题，随便问，没有我不会的。”

enter 一键发送。

小K：“太好了，Python 里面怎么设置文件的缓冲啊？”

小R：“....”

文件我懂，缓冲我懂，怎么设置，我哪知道怎么设置...

小K：“还在吗？”

好想说不在，当然认真负责的小R当然不会这样，有句伟大的“名言”怎么说的来着：自己的低调，跪着也要低调完...

于是，小R默默的打开了 Google...

00.文件的缓冲

如何设置文件的缓冲，先要知道什么是文件的缓冲：

当我们将文件内容写入到硬件设备的时候，我们需要系统调用（系统调用也就是向操作系统申请一个服务，操作系统响应以后，帮助我们调用硬件的驱动程序）来完成写操作，这类操作我们也就是 I/O 操作。I/O 操作很耗时，为了提高效率，我们就要减少 I/O 操作的次数，我们使用的手段就是为文件设置一个缓冲区。

对于磁盘这种块设备，它的读写不是一个一个的字节，而是按“块”。假设一个“块”的大小是 4096 个字节，你写入一个字节，或者写入 4096 个字节，都需要一次 I/O 操作，设置缓冲区，当写入的数据不足一个“块”大小时，都放入到缓冲区当中，等凑够了一个“块”的数据量，再调用一次 I/O 操作，这样达到减少 I/O 操作的目的。

01.Python中文件对象的缓冲行为

文件的缓冲一般分为“全缓冲”、“行缓冲”、“无缓冲”。

“全缓冲”就是我在上面说的，缓冲区有一定大小，数据凑齐了这个大小就进行一次系统调用；“行缓冲”是在某些终端设备中上使用，碰到换行符进行一次系统调用；“无缓冲”是在一些不希望进行缓冲的设备上，比如串口设备，我们就需要及时把数据发送到串口上去。

下面我们就来看一下，在 Python 中默认的文件对象缓冲行为是怎样的。

首先我们创建一个 test.txt 的文件，以“只写”的形式打开：

f = open('test.txt','w')

然后我们来观察一下文件中的内容（此时应该为空）：

接下来我们向 test.txt 中写入一些内容：

f = open('test.txt','w')
f.write('abc')

我们再来看一下文件中的内容：

仍然没有输出，这就意味着 “abc” 并没有真实的写入到磁盘中，而是进入到了缓冲区，其实到这你可以探测一下缓冲区的大小，通常一个“块”的大小为 4096 个字节，你可以尝试写入来试验，直到 tail -f test.txt 有内容显示为止。

这就是普通文件默认的缓冲行为，缓冲区的大小是根据平台和自身的属性相关的。在某些时候，我们需要改变缓冲区的大小，该怎么做呢？

其实很好解决：在 open 函数中，有个 buffering 参数，可以让这个问题迎刃而解。

我们将 buffering 设置为大于 1 的整数 n（n 为缓冲区的大小），这就是“全缓冲”；将 buffering 设置为 1，这就是“行缓冲”；将 buffering 设置为 0，这就是“无缓冲”。

接下来我们就尝试一下：

f = open('test1.txt','w',buffering=1024)
f.write('*'*512)

我们用同样的“只读”方式创建 test1.txt，设定缓冲区大小为 1024，我们先写入 512 个 “*”，接下来看一下文件的内容：

接下来我们就凑齐 1024 个字节：

f = open('test1.txt','w',buffering=1024)
f.write('*'*512)
f.write('*'*511)
f.write('/')

此时文件的内容为：

这就全部输出出来了。

同理，对于“行缓冲”和“无缓冲”也是类似的操作，改变相应 buffering 的值即可，只是对于“行缓冲”，记得要写入换行符的时候才会在文件中显示出内容，感兴趣的可以尝试一下。