cash和buffer的区别

关注这个问题是因为看到一篇博客谈到键盘输入和输出的时候,都会将数据保存到缓存区.
1、首先谈谈他们的作用,知乎上有这么一句总结:
cache 是为了弥补高速设备和低速设备的鸿沟而引入的中间层,最终起到加快访问速度的作用。而 buffer 的主要目的进行流量整形,把突发的大数量较小规模的 I/O 整理成平稳的小数量较大规模的 I/O,以减少响应次数(比如从网上下电影,你不能下一点点数据就写一下硬盘,而是积攒一定量的数据以后一整块一起写,不然硬盘都要被你玩坏了)。
2、区别:
(1)从本质上讲,Buffer是“缓冲”,而Cache是“缓存”,即Buffer中的数据是一定要在短时间内被处理的,而Cache则可以作为一个数据的长期的容器而其中的数据不一定非要被立刻处理。
(2)广义上来讲,Cache可以当Buffer用,但Buffer不能当Cache用。cache还有一个就是用来保持冗余的、可以被重复计算的、计算后的数据的,这个你叫buffer就不行。
(3)不过Buffer多用于编程方面,Cache多用于非编程方面的叫法。
(4)知乎一个大神用图表示的很形象:
这里写图片描述

3、buffer一般用于编程,再以编程为例,假设要实现一个功能:接受用户键入的字符串,并赋值给一个字符串变量其过程如下:1:在内存中开辟一个”键盘缓冲区“接受用户键入的字符串2:把缓冲区中的字符串copy到程序中定义的字符串变量指向的内存空间(也就是赋值过程)也就是说,为了完成最终目标:把字符串放入字符串变量指向的空间,需要暂时把字符串放入“键盘缓冲区”的空间。这里,Buffer解决的问题不是“时间”,而是“空间”,为数据找一个暂存地。

4、缓冲区又称为缓存。
它是内存空间的一部分。也就是说,在内存空间中预留了一定的存储空间,这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据,这部分预留的空间就叫做缓冲区。

缓冲区根据其对应的是输入设备还是输出设备,分为输入缓冲区和输出缓冲区。
为什么要引入缓冲区
比如我们从磁盘里取信息,我们先把读出的数据放在缓冲区,计算机再直接从缓冲区中取数据,等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取,这样就可以减少磁盘的读写次数,再加上计算机对缓冲区的操作大大快于对磁盘的操作,故应用缓冲区可大大提高计算机的运行速度。

又比如,我们使用打印机打印文档,由于打印机的打印速度相对较慢,我们先把文档输出到打印机相应的缓冲区,打印机再自行逐步打印,这时我们的CPU可以处理别的事情。

现在您基本明白了吧,缓冲区就是一块内存区,它用在输入输出设备和CPU之间,用来缓存数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作,避免低速的输入输出设备占用CPU,解放出CPU,使其能够高效率工作。
缓冲区的类型
缓冲区 分为三种类型:全缓冲、行缓冲和不带缓冲。

1) 全缓冲
在这种情况下,当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。

2) 行缓冲
在这种情况下,当在输入和输出中遇到换行符时,执行真正的I/O操作。这时,我们输入的字符先存放在缓冲区,等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是标准输入(stdin)和标准输出(stdout)。

3) 不带缓冲
也就是不进行缓冲,标准出错情况stderr是典型代表,这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。

ANSI C( C89 )要求缓存具有下列特征:
当且仅当标准输入和标准输出并不涉及交互设备时,它们才是全缓存的。
标准出错决不会是全缓存的。

但是,这并没有告诉我们如果标准输入和输出涉及交互作用设备时,它们是不带缓存的还是行缓存的,以及标准输出是不带缓存的,还是行缓存的。

大部分系统默认使用下列类型的缓存:
标准出错是不带缓存的。
如果是涉及终端设备的流,则它们是行缓存的;否则是全缓存的。

我们经常要用到标准输入输出流,而ANSI C对stdin、stdout和stderr的缓存特征没有强行的规定,以至于不同的系统可能有不同的stdin、stdout和stderr的缓存特征。目前主要的缓存特征是:stdin和stdout是行缓存;而stderr是无缓存的。
缓冲区的大小
如果我们没有自己设置缓冲区的话,系统会默认为标准输入输出设置一个缓冲区,这个缓冲区的大小通常是4096个字节的大小,这和计算机中的分页机制有关,因为进程在计算机中分配内存使用的就是分页与分段的机制,并且每个页的大小是4096个字节,因此通常情况下缓冲区的大小会设置为4096个字节的大小。
缓冲区的刷新(清空)
下列情况会引发缓冲区的刷新:
缓冲区满时;
行缓冲区遇到回车时;
关闭文件;
使用特定函数刷新缓冲区。

参考文献:
1、https://www.zhihu.com/question/26190832
2、http://www.cnblogs.com/pricks/p/3821832.html
3、http://blog.csdn.net/yeyuangen/article/details/6743416

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