IO标准库函数与系统调用 缓冲区
行缓冲测试无缓冲测试 IO标准库函数与系统调用
标准库函数运行在用户空间下，而系统调用运行在内核空间下。
IO标准库函数中使用了系统调用。例如，fopen(3) 调用 open(2) 打开指定的文件，返回一个文件描述符（就是一个int类型的编号），分配一个 FILE 结构体，其中包含该文件的描述符（FD）、IO缓冲区和当前读写位置等信息，返回这个 FILE 结构体的地址。Linux中输入命令 man 2 open 查看第二章节系统调用的 open。
使用命令 man man 查看 man 命令的帮助，man帮助手册的第3部分是库函数的调用，如fopen(3)，第2部分是系统调用，即由系统内核提供的函数，如 open(2)。
fgetc(3) 通过传入的 FILE * 参数找到该文件的描述符、IO缓冲区和当前读写位置，判断能否从IO缓冲区中读到下一个字符，如果能读到就直接返回该字符，否则调用 read(2)，把文件描述符传进去，让内核读取该文件的数据到IO缓冲区，然后返回缓冲区的下一字符。
fputc(3) 判断该文件的IO缓冲区是否有空间再存放一个字符，如果有空间则直接保存在IO缓冲区中并返回，如果IO缓冲区已满就调用 write(2)，让内核把IO缓冲区的内容写回文件。
fclose(3) 如果IO缓冲区中还有数据没写回文件，就调用 write(2) 写回文件，然后调用 close(2) 关闭文件，释放 FILE结构体 和 IO缓冲区。
fgetc、fputc 等函数本质上只是用户对传入的 FILE * 参数进行操作，并没有直接对文件进行操作，用户只是调用系统调用，让操作系统内核帮我们操作文件。操作系统才是直接对文件进行操作的角色，用户只是通过系统调用间接操作文件。用户对 FILE * 这个指针参数进行操作便能完成对文件整体的操作，故将 FILE * 参数称为句柄（类似于门把手，可以通过门把手打开整扇门）。
同时，IO标准库帮我们维护 buffer 这个IO缓冲区，因此IO标准库也叫做缓冲IO函数。buffer 缓冲区的作用是帮助提高文件读写的效率，可以将IO缓冲区类比为收发快递的菜鸟驿站，当用户寄出去的快递达到一定数量的时候，才会统一发货，否则会提高运输次数，浪费资源（当程序要写进文件的字符达到一定数量的时候，才会统一写进文件，最大化利用资源，因为用户态和内核态的转换需要时间）。
当商户给用户发多件货物时，肯定是统一发送至菜鸟驿站比较高效节约运输次数（当程序要从文件中读取字符时，先切换至内核态，拉一批字符出来到IO缓冲区，再切回用户态逐一读取字符，这样只需要切换两次状态）。
缓冲区分为三类：全缓冲、行缓冲、无缓冲。全缓冲是指待缓冲区填满的时候，再进行系统调用将缓冲区内容输入到内存或输出到磁盘；行缓冲是指当缓冲区出现换行符或填满时，立即进行系统调用；无缓冲是指当缓冲区用东西进来的时候，马上进行系统调用。
stdout 是行缓冲，遇到换行符或填满才将缓冲区内容输出到标准输出（屏幕）中；stderr 是无缓冲，立即将“错误信息”输出到标准输出中。
#include
test1结果如下，屏幕没有任何输出。
test2结果如下，stdout 缓冲区中有换行符输入，立即进行系统调用将缓冲区内容（ABCn）输出到标准输出（屏幕）中。
test3结果如下，向缓冲区中输入1024个A后，仍然没有进行系统调用将缓冲区内容输出到屏幕中，说明缓冲区大小至少为1024个字节（即1KB），因为缓冲区满了之后，需要再输入一个字符才能将缓冲区内容输出到屏幕。
test4结果如下，向缓冲区输入1025个A后，缓冲区内容通过系统调用输出到了屏幕中，是因为当输入第1024个A之后，缓冲区刚好满了，在输入第1025个字符时，发现缓冲区满了，立即通过系统调用将缓冲区内容（1024个A）输出到屏幕中，最后再将第1025个A输入到缓冲区中，即此时缓冲区中仍然有一个A。
#include
test1结果如下，stderr 缓冲区中一旦有字符输入，立即进行系统调用将该字符输出到屏幕中。