我应该设置标准输出和标准输入缓冲在C？

Question

由于stdin和stdout缓冲有时printf,scanf和getchar不执行。我通常使用fflush(stdout)刷新输出缓冲区，但由于这种情况，代码可能变得非常不可读。如果我使用setbuf(stdin, NULL)和setbuf(stdout, NULL)来设置stdin和stdout无缓冲区，我会让我的程序表现更好还是更差？

Answer 1

制作stdin或stdout完全无缓冲会使您的程序在处理大量来自和去往文件的输入/输出时性能更差。大多数I/O请求将在逐字节的基础上被分解为系统调用。

注意，缓冲不引起printf，scanf和getchar到不被执行：可以只被延迟printf输出到最终目标，所以不带提示，可能会发生通过scanf或getchar输入操作。

另请注意，将输入设置为无缓冲可能无法从终端生效，因为终端本身执行自己的缓冲，通过stty或ioctl控制。

大多数C库有一个黑客，导致stdout从stdin需要从系统中获取数据时被刷新，但这种行为没有在C标准中指定，所以一些库不实现它。在输入操作之前以及暂时性消息（如进度表）之前添加对fflush(stdout);的呼叫是安全的。对于大多数用途而言，最好让C启动根据与stdin和stdout流关联的系统句柄的类型确定适当的缓冲策略。常见的默认设置是为设备缓冲行，并为文件完全缓冲，大小为BUFSIZ。

为了获得潜在的性能命中的一个想法，编译这个天真ccat程序：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h> 

int main(int argc, char *argv[]) { 
    int c, size; 

    if (argc > 1) { 
     if (!strcmp(argv[1], "BUFSIZ")) 
      size = BUFSIZ; 
     else 
      size = strtol(argv[1], NULL, 0); 

     if (size == 0) { 
      /* make stdin and stdout unbuffered */ 
      setvbuf(stdin, NULL, _IONBF, 0); 
      setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0); 
     } else 
     if (size > 0) { 
      /* make stdin and stdout fully buffered */ 
      setvbuf(stdin, NULL, _IOFBF, size); 
      setvbuf(stdout, NULL, _IOFBF, size); 
     } else { 
      /* make stdin and stdout line buffered */ 
      setvbuf(stdin, NULL, _IOLBF, -size); 
      setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, -size); 
     } 
    } 
    while ((c = getchar()) != EOF) { 
     putchar(c); 
    } 
    return 0; 
} 

时间程序执行复制大文件数次，以尽量减少文件缓存的副作用。

在Debian Linux操作系统中，我得到这些时间为3.8MB的文本文件：

chqrlie@linux:~/dev/stackoverflow$ time wc w 
396684 396684 3755392 w 
real 0m0.072s 
user 0m0.068s 
sys  0m0.000s 

chqrlie@linux:~/dev/stackoverflow$ time cat <w> ww 
real 0m0.008s 
user 0m0.000s 
sys  0m0.004s 

chqrlie@linux:~/dev/stackoverflow$ time ./ccat <w> ww 
real 0m0.060s 
user 0m0.056s 
sys  0m0.000s 

chqrlie@linux:~/dev/stackoverflow$ time ./ccat 0x100000 <w> ww 
real 0m0.060s 
user 0m0.058s 
sys  0m0.000s 

chqrlie@linux:~/dev/stackoverflow$ time ./ccat 0 <w> ww 
real 0m5.326s 
user 0m0.632s 
sys  0m4.684s 

chqrlie@linux:~/dev/stackoverflow$ time ./ccat -0x1000 <w> ww 
real 0m0.533s 
user 0m0.104s 
sys  0m0.428s 

正如你可以看到：

• 设置stdin和stdout非缓冲导致程序变慢几乎相差,
• 使用行缓冲减慢了因子（因为线短，9〜10字节平均）使用较大的缓冲液没有表现出任何改善
• ，定时差不显著，
• 幼稚实现是相当快的，但真正cat实用程序使用执行时间更快，速度更快的API。

这样的结论：没有设置stdin和stdout非缓冲，它会为中等甚至大型文件显著影响性能。