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IO是计算机上最慢的部分，先不看磁盘IO，针对网络编程，自然是针对网络IO。
网络协议对网络IO影响很大，当下，TCP/IP协议是毫无疑问的主流协议。
文件IO中使用了文件描述符的概念。
但是并不是所有操作系统都提供文件描述符这样抽象的机制。
因此 文件IO 的那一套函数，可以在类unix系统下使用。但是换做别的系统，就没有了文件描述符的概念。
而c标准库，为我们提供了一套函数叫做标准IO。无论在什么系统上，我们都可以使用标准IO 所提供的函数。
标准IO相当于在所有的操作系统的实现上提供了一层封装，使用标准IO 函数 进行IO操作时，在不同的操作系统上是兼容的。
标准IO提供了两方面的封装：
操作对象 – FILE*: 封装了不同OS对文件的实现，
封装了缓存支持和优化。
在C中引入了流(stream)的概念。
它将数据的输入输出看作是数据的流入和流出，这样不管是磁盘文件或者是物理设备(打印机、显示器、键盘等),都可看作一种流的源和目的，
视他们为同一种东西，而不管其具体的物理结构，即对他们的操作，就是数据的流入和流出。
这种把数据的输入输出操作对象，抽象化为一种流，而不管它的具体结构的方法很有利于编程，
而涉及流的输出操作函数可用于各种对象，与其具体的实体无关，即具有通用性。
数据是流入和流出的对象，加如数据是水。
存储的目标（比如一个文件）当做水池，链接水池和外界的是水管，这个水管往水池里灌水，或者把水池里的水泵出来，形成“流”。
往里灌水（写文件）时，对于水管（流）来说，是“将水管里的水输出到水池里”，此时对于流来说是输出流；
往外排水（读文件）时，对于水管（流）来说，是“将水池里的水输入到水管里”，此时对于流来说是输入流。
一开始总是站在水池的角度，总是想不明白，站在水管的角度就明白了。
在C中流可分为两大类，即文本流(text stream)和二进制流(binary stream)。
所谓文本流是指在流中流动的数据是以字符形式出现。在文本流中，’\n’被换成回车CR和换行LF的代码0DH和0AH。而当输出时，则0DH和0AH本换成’\n’。
二进制流是指流动的是二进制数字序列，若流中有字符，则用一个字节的二进制ASCII码表示，若是数字，则用一个字节的二进制数表示。
在流入流出时，对\n符号不进行变换。例如2001这个数，在文本流中用其ASCII码表示为：‘2’ ‘0’ ‘0’ ‘1’，共占4字节。 但是在二进制流中为其二进制形式：00000111 11010001 用十六进制就是07D1。只占两字节。
操作系统如何标识一个流：
用一个结构体对象标识一个流，结构体对象里面记录了这个流的相关信息。 这个结构体的名字叫FILE。
这样的结构体是操作系统帮我们创建的，而我们要操作这个结构体，就要知道这个结构体的位置，而FILE * 指针就是指向这个结构体的指针。
当采用fopen 打开一个流时会返回一个指向流对象的指针，指针类型为FILE *
每个被使用的文件都在内存中开辟一个区域，用来存放文件的有关信息，这些信息是保存在一个结构体类型的变量中
该结构体类型是由标准IO库定义的，取名为FILE。
FILE封装了系统调用中的文件描述符的概念，所以标准IO中的函数不会直接操作文件描述符。
同理：FILE屏蔽了操作系统的差别（标准IO不用文件描述符也是为了屏蔽OS的概念，用FILE这个抽象的概念。而文件描述符绝对是个UNIX/LINUX的概念。
一个进程启动的时候，会打开三个流
标准输入 stdin
标准输出 stdout
标准出错 stderr
标准I/O设置缓冲区：
标准I/O的缓冲区实际上是用户态中的缓冲区；
用户态是不能访问硬盘、键盘、终端这些外围（虚拟）设备的，因此需要切换到内核态。
用户态和内核态的切换是会产生开销的。
文件I/O——不带缓冲的I/O //其实本质上文件I/O也是带缓冲的。这句话实际上的意思是文件I/O不带用户态的缓冲区；
所谓不带缓冲，即每调用一次文件IO（如write），就进行一次用户态与内核态的切换；
标准I/O——带缓冲的I/O //带用户态下的缓冲区，减少系统调用次数；
所谓带缓冲，其实就是在调用fwrite的时候，先把数据放在缓冲区。不直接使用系统调用，切换到内核态。
而是等到缓冲区满或是调用fflush等条件满足时，再一次性调用write，把数据拷贝到内核空间。
缓冲是标准IO库提供的，缓冲区存在于用户空间（不管是fread还是fwrite）。
对于fwrite，根据上面的例子很好理解。
对于fread而言，就是在调用fread的时候，切换到内核态，
内核态读取缓冲去能够接受的大小的数据（一般会多余此次fread期望的数据）， 然后返回给fread函数。
下次再调用fread的时候，可能只需要从缓冲区读取，而不需要再到内核空间拷贝了。
标准IO有三种缓冲类型：全缓冲、 行缓冲、 不带缓冲
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。
典型代表是键盘输入数据。
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。
文件IO与标准IO的应用场景：
在多线程日志系统中，每个线程打开一个日志文件的描述符；
如果使用带缓冲的IO，最终可能导致日志的顺序发生错乱，可能影响阅读。
因此如果对多线程的日志顺序有要求的话，可能需要使用不带缓冲的IO。
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参考链接：
标准I/O: https://www.cnblogs.com/lasnitch/p/12764120.html
内核态与用户态、系统调用与库函数、文件IO与标准IO、缓冲区等概念介绍：https://blog.csdn.net/windeal3203/article/details/79083453 //博主的其他文章也很不错
标签：span 内存 用户态 打印 https 为我 实体 snitch 不同
原文地址：https://www.cnblogs.com/grooovvve/p/14665186.html
