fwrite()和write()在存在磁盘缓存时的区别

Question

fwrite()和write()在存在磁盘缓存时的区别

c++clinuxiooperating-system

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观点/事实 #1 我正在阅读一些关于流如何被缓冲的文章，因此fwrite()通常是缓冲流。另一方面，write()不会被缓冲。为什么fwrite libc函数比系统调用write函数更快？

观点/事实 #2 我还在研究有关磁盘缓存及Linux如何大量使用它来大幅提高磁盘性能的文章。 http://www.linuxatemyram.com/play.html

那么，在Linux默认进行磁盘缓存的情况下，fwrite()和write()是否具有相同的性能？ fwrite()所做的是“对已缓冲的磁盘进行缓冲”！这不应该带来巨大的提升。我在这里错过了什么吗？

- David

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由于问题编号#1仍存在，你链接的答案并不关心磁盘缓存，而是系统调用。 - MicroVirus

@Microvirus：这意味着所有的差异都是由于系统调用而不是缓存引起的。 - David

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不，这意味着fwrite()所做的缓存会影响系统调用的次数。 - user207421

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关于性能的先验推理通常是错误的。而关于一个函数比另一个函数更快的陈述通常有一个暗含的“用法模式如...”的条件。取决于操作系统和处理器类型，系统调用的成本是可变的。根据介质类型（盘片、固态硬盘、内存磁盘等）、访问类型（顺序、随机、块大小、小型等）和缓存大小，缓存具有不同的成本和收益。测量是了解性能的最佳方法。 - Arlie Stephens

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“系统调用成本”指的不是写操作成本（这本身可能由于后台磁盘缓存而非常低），而是在用户空间和内核之间进行非常昂贵的 CPU 上下文切换操作的成本。fwrite 只保证每个 BUFSIZ 字节只有一个系统调用，从而减少了总体开销。（除非你通过 setvbuf 故意减小缓冲区大小）。 - user3125367

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他们所指的是切换到内核模式的开销。在Unix系统中，fwrite()通常是一个库调用，而write()是一个系统服务（并非所有系统都是如此），后者需要从用户模式切换到内核模式。这会带来相当大的开销。首先，有切换本身的开销。其次，系统服务必须验证其所有参数以确保安全，并防止内核模式中的内存异常导致系统崩溃。 - user3344003

1个回答

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原文链接

- MicroVirus · Accepted Answer

fwrite缓冲和磁盘缓存在两个非常不同的级别上工作。

fwrite在程序级别上工作：它缓冲了许多小写入并将它们汇集在一起以进行一次系统调用，而不是每个小写入都进行一次单独的系统调用。这样可以节省反复从用户模式切换到内核模式和再次切换的开销。

磁盘缓存在内核级别上工作，通过汇集磁盘写入来延迟写入。硬盘可能很慢，因此如果您必须等待所有数据被磁盘驱动程序使用，那么您的程序将会被延迟。通过利用通常比驱动器快得多的缓存，您可以更快地完成写入并返回到程序。当程序继续运行时，缓存将逐渐被清空到磁盘上，而程序无需等待。