不帶緩存的I/O和標(biāo)準(zhǔn)I/O
首先說說不帶緩存的I/O，UNIX的文件I/O read、write是不帶緩存的。不帶緩存是指每個read、write都調(diào)用內(nèi)核的一個系統(tǒng)調(diào)用，它們是POSIX.1的組成部分。
二者的原型為：
ssize_t read( int fd, void* buf, size_t nbytes ); // 若成功返回讀到的字節(jié)數(shù)
ssize_t write( int fd, const void* buf, size_t nbytes ); // 若成功返回已寫的字節(jié)數(shù)
注意，上面的buf不是指read、write帶緩存，而是當(dāng)read時用來存放讀出的字節(jié)，write時存放待寫的字節(jié)。對于read，nbytes表示每次最多讀的字節(jié)數(shù)。但這個塊的大小將影響I/O的效率，其值和具體系統(tǒng)有關(guān)。
補(bǔ)充一下，不帶緩存的I/O對文件描述符操作，下面帶緩存的I/O是針對流的。
標(biāo)準(zhǔn)I/O庫就是帶緩存的I/O，它由ANSI C標(biāo)準(zhǔn)說明。當(dāng)然，標(biāo)準(zhǔn)I/O最終都會調(diào)用上面的I/O例程。標(biāo)準(zhǔn)I/O庫代替用戶處理很多細(xì)節(jié)，比如緩存分配、以優(yōu)化長度執(zhí)行I/O等。
標(biāo)準(zhǔn)I/O提供緩存的目的就是減少調(diào)用read和write的次數(shù)，它對每個I/O流自動進(jìn)行緩存管理（標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)通常調(diào)用malloc來分配緩存）。它提供了三種類型的緩存：
1) 全緩存。當(dāng)填滿標(biāo)準(zhǔn)I/O緩存后才執(zhí)行I/O操作。磁盤上的文件通常是全緩存的。
2) 行緩存。當(dāng)輸入輸出遇到新行符或緩存滿時，才由標(biāo)準(zhǔn)I/O庫執(zhí)行實(shí)際I/O操作。stdin、stdout通常是行緩存的。
3) 無緩存。相當(dāng)于read、write了。stderr通常是無緩存的，因?yàn)樗仨毐M快輸出。
一般而言，由系統(tǒng)選擇緩存的長度，并自動分配。標(biāo)準(zhǔn)I/O庫在關(guān)閉流的時候自動釋放緩存。
在標(biāo)準(zhǔn)I/O庫中，一個效率不高的不足之處是需要復(fù)制的數(shù)據(jù)量。當(dāng)每次使用行函數(shù)fgets和fputs時，通常需要復(fù)制兩次數(shù)據(jù)：一次是在內(nèi)核和標(biāo)準(zhǔn)I/O緩存之間（當(dāng)調(diào)用read和write時），第二次是在標(biāo)準(zhǔn)I/O緩存（通常系統(tǒng)分配和管理）和用戶程序中的行緩存（fgets的參數(shù)就需要一個用戶行緩存指針）之間。
不管上面講的到底懂沒懂，記住一點(diǎn)：
使用標(biāo)準(zhǔn)I/O例程的一個優(yōu)點(diǎn)是無需考慮緩存及最佳I/O長度的選擇，并且它并不比直接調(diào)用read、write慢多少。
帶緩存的文件操作是標(biāo)準(zhǔn)C 庫的實(shí)現(xiàn)，第一次調(diào)用帶緩存的文件操作函數(shù)時標(biāo)準(zhǔn)庫會自動分配內(nèi)存并且讀出一段固定大小的內(nèi)容存儲在緩存中。所以以后每次的讀寫操作并不是針對硬盤上的文件直接進(jìn)行的，而是針對內(nèi)存中的緩存的。何時從硬盤中讀取文件或者向硬盤中寫入文件有標(biāo)準(zhǔn)庫的機(jī)制控制。不帶緩存的文件操作通常都是系統(tǒng)提供的系統(tǒng)調(diào)用，更加低級，直接從硬盤中讀取和寫入文件，由于IO瓶頸的原因，速度并不如意，而且原子操作需要程序員自己保證，但使用得當(dāng)?shù)脑捫什⒉徊睢?br />另外標(biāo)準(zhǔn)庫中的帶緩存文件IO 是調(diào)用系統(tǒng)提供的不帶緩存IO實(shí)現(xiàn)的。
“術(shù)語不帶緩沖指的是每個read和write都調(diào)用內(nèi)核中的一個系統(tǒng)調(diào)用。所有的磁盤I/O都要經(jīng)過內(nèi)核的塊緩沖（也稱內(nèi)核的緩沖區(qū)高速緩存），唯一例外的是對原始磁盤設(shè)備的I/O。既然read或write的數(shù)據(jù)都要被內(nèi)核緩沖，那么術(shù)語“不帶緩沖的I/O“指的是在用戶的進(jìn)程中對這兩個函數(shù)不會自動緩沖，每次read或write就要進(jìn)行一次系統(tǒng)調(diào)用。“
--------摘自<unix環(huán)境編程>