25-控制缓冲

3.13　控制缓冲

标准I/O实现了三种类型的用户缓冲，并为开发者提供了接口，可以控制缓冲区类型和大小。以下不同类型的用户缓冲提供不同功能，并适用于不同的场景：

无缓冲（Unbuffered）

不执行用户缓冲。数据直接提交给内核。因为这种无缓冲模式不支持用户缓冲（而用户缓冲一般会带来很多好处），通常很少使用，只有一个例外：标准错误默认是采用无缓冲模式。

行缓冲（Line-buffered）

缓冲是以行为单位执行。每遇到换行符，缓冲区就会被提交到内核。行缓冲对把流输出到屏幕时很有用，因为输出到屏幕的消息也是通过换行符分隔的。因此，行缓冲是终端的默认缓冲模式，比如标准输出。

块缓冲（Block-buffered）

缓冲以块为单位执行，每个块是固定的字节数。本章一开始讨论的缓冲模式即块缓冲，它很适用于处理文件。默认情况下，和文件相关的所有流都是块缓冲模式。标准I/O称块缓冲为“完全缓冲（full buffering）”。

大部分情况下，默认的缓冲模式即对于特定场景是最高效的。但是，标准I/O还提供了一个接口，可以修改使用的缓冲模式：

setbuf()函数把指定stream的缓冲模式设置成mode模式，mode值必须是以下之一：

_IONBF　无缓冲。

_IOLBF　行缓冲。

_IOFBF　块缓冲。

在 _ IONBF无缓冲模式下，会忽略参数buf和size；对于其他模式，buf可以指向一个size字节大小的缓冲空间，标准I/O会用它来执行对给定流的缓冲。如果buf为空，glibc会自动分配指定size的缓冲区。

setvbuf()函数必须在打开流后，并在执行任何操作之前被调用。成功时，返回0；出错时，返回非0值。

在关闭流时，其使用的缓冲区必须存在。一个常见的错误是把缓冲区定义成某个作用域中的一个局部变量，在关闭流之前就退出这个作用域了。特别需要注意的是，不要在main()函数中定义一个局部缓冲区，且没有显式关闭流。比如以下代码存在bug：

这类错误可以通过两种方式来解决：一是在离开作用域之前显式关闭流，二是把buf设置成全局变量。

总体而言，开发者不需要关心如何在流上使用缓冲。对于标准出错，终端是采用行缓冲模式；对于文件，采用块缓冲模式。默认的块缓冲区大小是BUFSIZ，在<stdio.h>中定义，而且通常情况下该大小设置是最优的（一个较大值，是标准块大小的整数倍）。