setbuf 只影响stdio调用，不影响系统调用？

Question

我正在尝试更深入地了解 C 和 stdio 中的缓冲是如何工作的，我发现了一些我觉得有趣的东西。我阅读了this 文章，但我想确认我的理解正确。

当我使用 fgets 时，将输入缓冲设置为 3 个字节 (stdbuf -i3) 并检查 strace，我看到读取以 3 个字符为一组发生，这是我所期望的：

read(0, "hel", 3)                       = 3
read(0, "lo\n", 3)                      = 3
...

如果我仍然使用stdbuf，但这次我使用read(2) 系统调用，它会一次读取全部内容（最多4096 个字节）：

read(0, "hello\nworld!\n\n", 4096)      = 14

所以它忽略了stdbuf 调用。

这让我彻底重新思考stdio 缓冲。 stdio 本质上是否维护自己的缓冲区，stdbuf -i3 是说从内核的主管道缓冲区一次读取 3 个字节？我认为执行stdbuf -i0 会使管道的容量以某种方式无法容纳超过一个字节（即write(2) 调用将在从将stdout 发送到进程的无缓冲stdin 的进程的1 个字节后阻塞） .

所以说有 2 个缓冲区位于实际管道缓冲区之上，进一步缓冲 stdout 和 stdin 是否正确？而setbuf 只控制这两个缓冲区，而不是修改有关内核管道缓冲区的任何属性。因此，将stdin 设置为n 字节缓冲区意味着它将在返回内核执行read 系统调用之前保留n 字节。

Answer 1

缓冲只存在于 libc 中，即您从 stdio 调用的函数。系统调用接口没有缓冲。如果您进行系统调用（例如使用 read 或 write），通常 libc 包装器在调用内核之前几乎不会做任何事情。

documentation for stdbuf 说

command 必须以程序的名称开头...使用 ISO C 文件流进行输入/输出（注意程序 dd 和 cat 不这样做），

这是因为stdbuf works 通过将库预加载到目标程序中来改变缓冲模式（在其 libc 中）。直接进行系统调用的程序不受影响。

stdbuf 没有改变内核中管道缓冲区的大小。此缓冲区与 libc 提供的缓冲无关。

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stdio 本质上是否维护自己的缓冲区，并且 stdbuf -i3 表示每次从内核中的主管道缓冲区读取该缓冲区 3 个字节？

是的。 Libc 为 stdio.h FILE 流提供缓冲区。