當(dāng)你看完這篇文章若是不能理解什么是帶緩沖的I/O與無(wú)緩沖的I/O的區(qū)別，隨意噴!!!

當(dāng)你學(xué)習(xí)Unix高級(jí)編程時(shí)會(huì)遇到不帶緩沖的I/O函數(shù)，比如open、read、write、lseek、close等等，那這與帶緩沖的I/O有什么區(qū)別？？？？

我們得先說(shuō)說(shuō)什么是高速緩沖存儲(chǔ)器，先別急慢慢看，看不懂算我輸?。?！這個(gè)東東對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)性能的提升有很大的幫助，具體就涉及到兩個(gè)器件的運(yùn)行速度了，也就是cpu與內(nèi)存的運(yùn)行速度，想想也知道兩個(gè)不同器件的運(yùn)行速度肯定不一樣，最基本的硬件架構(gòu)都不一樣。那這就有一個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生了，cpu的速度大于內(nèi)存的，那要是cpu不挺的往內(nèi)存的某一個(gè)地址寫(xiě)數(shù)據(jù)，由于內(nèi)存的速度跟不上，那數(shù)據(jù)就會(huì)被覆蓋了，所以解決方案就是在cpu與內(nèi)存之間加一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，高速緩沖存儲(chǔ)器的速度介于cpu與內(nèi)存之間，那就好辦事了，cpu先把數(shù)據(jù)放在這個(gè)存儲(chǔ)器上，然后內(nèi)存向存儲(chǔ)器取數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到其他地方，在這段時(shí)間里，內(nèi)存向存儲(chǔ)器取的數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)閏pu速度過(guò)快直接被覆蓋，而是放在了高速緩沖存儲(chǔ)器上，帶內(nèi)存再次取數(shù)據(jù)時(shí)間就夠了?。?！

同樣的道理用在磁盤(pán)上，比如你寫(xiě)了一個(gè)進(jìn)程，這個(gè)進(jìn)程不挺的向磁盤(pán)寫(xiě)數(shù)據(jù)，若是進(jìn)程發(fā)送的數(shù)據(jù)過(guò)快，磁盤(pán)在寫(xiě)的過(guò)程中就極有可能會(huì)被新的數(shù)據(jù)所覆蓋，所以就出現(xiàn)了所謂的磁盤(pán)高速緩存來(lái)做緩沖，它其實(shí)是內(nèi)存的一部分，也就是我們所說(shuō)的內(nèi)存條的一部分，當(dāng)做緩沖，這就是它的實(shí)際的物理意義：就是內(nèi)存的一部分。那這有什么好處？？？想想也知道好處大得很，說(shuō)說(shuō)原理，有個(gè)概念叫局部性原理。局部性原理包含很多的局部性，比如時(shí)間的局部性，就是說(shuō)進(jìn)程A在t0時(shí)刻訪問(wèn)磁盤(pán)的某一地址，在t0+t1時(shí)刻又來(lái)訪問(wèn)，就叫時(shí)間的局部性。若是訪問(wèn)的次數(shù)特別多，訪問(wèn)的時(shí)間的間隔特別短，那么進(jìn)程A就要不挺的訪問(wèn)磁盤(pán)，就好比出家門(mén)玩的時(shí)候，你忘記帶某一東西，你回去拿，忽然發(fā)現(xiàn)又忘記帶了，這個(gè)時(shí)候你肯定想要是有人幫我拿了，在送的路上就好了不必在回家，同樣的道理在進(jìn)程A與磁盤(pán)之間，若是頻繁訪問(wèn)某一地址，通過(guò)磁盤(pán)高速緩存來(lái)把數(shù)據(jù)存起來(lái)后方便以后在訪問(wèn)，更何況現(xiàn)在是變成了進(jìn)程A直接與磁盤(pán)高速緩存（或者說(shuō)內(nèi)存）之間的訪問(wèn)了，這不更快了嗎?。?！所以一般出現(xiàn)一個(gè)某一個(gè)特定扇區(qū)的I/O請(qǐng)求時(shí)，這個(gè)請(qǐng)求會(huì)先查看所要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)在不在緩存里面，在就訪問(wèn)，不在就把這個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)先拷貝到緩存里面，然后在訪問(wèn)緩存里面的數(shù)據(jù)。

是不是感覺(jué)又理解了一點(diǎn)操作系統(tǒng)的小知識(shí)，我們繼續(xù)說(shuō)?。?！那上面這些與I/0有無(wú)緩沖有什么聯(lián)系？？？

對(duì)于帶緩沖的I/O通過(guò)一個(gè)叫緩沖區(qū)高速緩存最為緩存，其實(shí)它就是磁盤(pán)高速緩存。若是用戶(hù)進(jìn)程要訪問(wèn)某一個(gè)設(shè)備，注意不一定是磁盤(pán)，任何一個(gè)設(shè)備，由于每個(gè)I/O設(shè)備都與一個(gè)特殊文件相關(guān)聯(lián)，而文件由文件系統(tǒng)所管理，所以對(duì)文件的I/O操作，就相當(dāng)于對(duì)設(shè)備的操作了；而文件放在磁盤(pán)上，而且磁盤(pán)高速緩存（內(nèi)存的一部分）又是被用來(lái)作為磁盤(pán)的緩存，所以某一設(shè)備（文件）的緩存可以是磁盤(pán)高速緩存（內(nèi)存的一部分）其中的一部分?。。∪缦聢D所示：

這個(gè)緩沖區(qū)就是磁盤(pán)高速緩存（內(nèi)存的一部分）其中的一部分的緩存。某一進(jìn)程通過(guò)文件系統(tǒng)接口向設(shè)備對(duì)應(yīng)的文件寫(xiě)數(shù)據(jù)，文件系統(tǒng)把數(shù)據(jù)先存在緩存器中，然后發(fā)送到設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序控制設(shè)備。設(shè)備由所對(duì)應(yīng)的控制器（可以簡(jiǎn)單的理解為寄存器）所管理，學(xué)過(guò)單片機(jī)的都知道，簡(jiǎn)單往寄存器寫(xiě)數(shù)據(jù)就能控制設(shè)備了，比如串口，只要會(huì)了串口，藍(lán)牙不在話(huà)下?。。∪羰前芽刂破骼锩娴募拇嫫饔成涞絻?nèi)存（也就是所謂I/O映射），再加上磁盤(pán)高速緩存是內(nèi)存的一部分，那不就是數(shù)據(jù)在內(nèi)存之間變化了，速度就更快了！??！

而對(duì)于無(wú)緩沖的I/O就沒(méi)有其中的緩沖了，也就是進(jìn)程通過(guò)DMA直接與I/O設(shè)備交換數(shù)據(jù)了，但是執(zhí)行無(wú)緩沖的I/0被鎖定在內(nèi)存，不能被換出，那么這部分內(nèi)存不能用了，信息交流的就少了不少，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降，但是這是進(jìn)程執(zhí)行I/O最快的方法了！??！