基于glibc实现，fwrite两种写入方式的理论性能差异问询

1. 100次1字节写入 vs 1次100字节写入，哪种更优？ #

毫无疑问，1次写入100字节的方式更优。核心原因在于系统调用的开销：每次调用write（系统调用）都需要完成用户态到内核态的上下文切换，这个切换的成本远高于用户态内的数据拷贝。100次1字节写入会触发最多100次这样的切换（如果是无缓冲模式），即便有stdio缓冲，也会产生100次fwrite函数调用的额外开销，而单次100字节写入只需要1次函数调用，最多1次系统调用。

2. glibc中fwrite的实现、write调用次数与缓冲机制 #

缓冲机制 #

glibc的stdio库默认提供三种缓冲模式：

• 全缓冲：默认用于普通文件，数据会先写入用户态缓冲区，直到缓冲区被填满、调用fflush或关闭文件时，才会调用write把数据刷入内核。
• 行缓冲：用于终端设备，遇到换行符、缓冲区填满或调用fflush时触发write。
• 无缓冲：用于stderr，写入数据时直接调用write，不经过用户态缓冲区。

fwrite实现逻辑 #

fwrite的核心逻辑是先尝试将数据拷贝到stdio的用户态缓冲区：

• 如果缓冲区剩余空间足够容纳待写入数据，直接完成拷贝，不调用write。
• 如果缓冲区空间不足，会先调用write把缓冲区现有数据刷入内核，再将剩余数据拷贝到缓冲区；若待写入数据的总大小超过缓冲区容量，会直接绕过缓冲区，调用write写入数据（避免二次拷贝的开销）。

write调用次数 #

调用write的次数完全取决于缓冲模式、缓冲区大小和写入操作的触发时机：

• 无缓冲模式下：100次1字节写入会触发100次write；单次100字节写入触发1次write。
• 全/行缓冲模式下：若未触发刷新（比如缓冲区未满、未调用fflush），100次1字节写入最终只会触发1次write；但相比单次写入，还是多了99次fwrite函数调用的开销。

3. 两种fwrite写法的速度差异 #

对比以下两种写法：

fwrite(str, 1, 100, fp);

fwrite(str, 100, 1, fp);

从glibc的实现逻辑来看，二者理论上没有速度差异。fwrite内部会先计算总待写入字节数（size * nmemb），两种写法的总字节数都是100，后续的缓冲区处理、write调用逻辑完全一致。唯一的区别是返回值：前者返回成功写入的字节数（最大100），后者返回成功写入的块数（最大1），但这对写入速度没有影响。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者devgirl05