为什么read()比getc()慢？

Question

为什么read比getc慢？

例如，这是：

for (;;) {
        chr++;
        amr=read(file1, &wc1, 1);
        amr2=read(file2, &wc2, 1);
        if (wc1 == wc2) {
            if (wc1 == '\n')
                line++;
            if (amr == 0) {
                if (eflg)
                    return (1);
                return (0);
            }
            continue;
        }

比这慢：

for (;;) {
    chr++;
    c1 = getc(file1);
    c2 = getc(file2);
    if (c1 == c2) {
        if (c1 == '\n')
            line++;
        if (c1 == EOF) {
            if (eflg)
                return (1);
            return (0);
        }
        continue;
    }

getc使用read系统调用，那么为什么它要慢一些呢？

Answer 1

因为getc()在返回数据之前会缓冲读取的数据，所以对getc()的调用不一定会导致对read()的调用。read()是一个系统调用，因为内核有更多的操作要做，所以完成它比普通函数调用花费的时间要长得多。当您进入内核空间时，它会更改您的堆栈，保存所有上下文，处理屏蔽的中断，而在另一端，当它完成时，它将恢复上下文、中断，将您的用户空间堆栈放回.这就是为什么首选getc()，因为如果您已经拥有可用的缓冲数据，那么它可以节省重要的开销。

Answer 2

实际上，从磁盘读取数据是面向块的:要从磁盘读取单个字节，硬件最终读取一个字节(512或1024或一些字节)，缓冲所有字节，将其传递给内核。如果从文件的块0读取文件的字节0，做一些工作，然后从文件中读取字节1，内核可能会再次读取文件的块0。是的，在内核和磁盘驱动器本身中都有缓存的潜力，但是内核处理了很多进程，所以可能不会。

每个read()调用还必须将CPU从用户状态更改为内核状态。内存映射至少会改变。可能还有很多不太明显的事情发生了。这也需要时间。

read()系统调用会改变CPU状态，并可能导致磁盘I/O。getc()可以在用户空间中缓冲整个磁盘块(或更多)，因此，对getc()的调用可能会导致内核在单个磁盘块中读取，只需进行一次状态更改。如果您查看stdio.h，您将发现一个常量BUFSIZ的宏，该宏对于read()或磁盘上的文件的write()系统调用来说应该是一个有效的(磁盘块多个)大小。