【Linux】缓冲区理解

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main()
{
    // C接口
    printf("hello printf\n");
    fprintf(stdout, "hello fprintf\n");
    fputs("hello fputs\n", stdout);
    // system call
    const char* msg = "hello write\n";
    write(1, msg, strlen(msg));
    fork();
    return 0;
}

// myStdio.h
#pragma once
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define SIZE 1024   // 缓冲区大小
#define SYNC_NOW   1    // 无缓冲
#define SYNC_LINE  2    // 行缓冲
#define SYNC_FULL  4    // 全缓冲
typedef struct FILE_
{
    int flags;  // 缓冲区刷新策略
    int fileno; // 文件描述符
    int size;   // buffer当前的使用量
    int capacity;   // buffer的总容量
    char buffer[SIZE];  //缓冲区
}FILE_;
FILE_* fopen_(const char* pathname, const char* mode);
void fwrite_(const void* ptr, int num, FILE_* fp);
void fflush_(FILE_* fp);
void fclose_(FILE_* fp);
// myStdio.c
#include "myStdio.h"
FILE_* fopen_(const char* pathname, const char* mode)
{
    int flags = 0;
    int defaultMode = 0666; // 默认创建权限
    if(strcmp(mode, "r") == 0)
    {
        flags |= O_RDONLY;
    }
    else if(strcmp(mode, "w") == 0)
    {
        flags |= (O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC);
    }
    else if(strcmp(mode, "a") == 0)
    {
        flags |= (O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND);
    }
    else
    {
        // TODO:r+, w+...
    }
    int fd = 0;
    if(flags & O_RDONLY)  fd = open(pathname, flags);
    else  fd = open(pathname, flags, defaultMode);
    if(fd < 0)
    {
        const char* err = strerror(errno);
        write(2, err, strlen(err));
        return NULL;    // 打开文件失败返回NULL的原因
    }
    FILE_* fp = (FILE_*)malloc(sizeof(FILE_));
    assert(fp != NULL);
    fp->flags = SYNC_LINE; // 默认设置成行刷新
    fp->fileno = fd;
    fp->size = 0;
    fp->capacity = SIZE;
    memset(fp->buffer, 0, SIZE);
    return fp;  // 打开文件成功返回FILE*的原因
}
void fwrite_(const void* ptr, int num, FILE_* fp)
{
    // 数据写入到缓冲区
    memcpy(fp->buffer + fp->size, ptr, num); // 这里不考虑缓冲区溢出的问题
    fp->size += num;
    // 是否刷新缓冲区
    if(fp->flags & SYNC_NOW)
    {
        write(fp->fileno, fp->buffer, fp->size);
        fp->size = 0; // 清空缓冲区
    }
    else if(fp->flags & SYNC_LINE)
    {
        // 不考虑abcd\nef的情况
        if(fp->buffer[fp->size - 1] == '\n')
        {
            write(fp->fileno, fp->buffer, fp->size);
            fp->size = 0; // 清空缓冲区
        }
    }
    else if(fp->flags & SYNC_FULL)
    {
        if(fp->size == fp->capacity)
        {
            write(fp->fileno, fp->buffer, fp->size);
            fp->size = 0; // 清空缓冲区
        }
    }
    else
    {
        return;
    }
}
void fflush_(FILE_* fp)
{
    if(fp->size > 0)  write(fp->fileno, fp->buffer, fp->size);
    fsync(fp->fileno);  // 强制刷新内核缓冲区,将数据刷新到外设中
    fp->size = 0; // 清空缓冲区
}
void fclose_(FILE_* fp)
{
    fflush_(fp);
    close(fp->fileno);
    free(fp);
}
// main.c
#include "myStdio.h"
#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE_* fp = fopen_("log.txt", "w");
    if(fp == NULL)
    {
        return 1;
    }
    int cnt = 10;
    const char* msg = "hello world\n";
    while(1)
    {
        --cnt;
        fwrite_(msg, strlen(msg), fp);
        sleep(1);
        printf("count:%d\n", cnt);
        if(cnt == 0)   break;
    }
    fclose_(fp);
    return 0;
}

监控脚本
while :; do cat log.txt ; sleep 1; echo "------------------"; done