file - 编程中流的底层原理是什么？

Question

在几种语言中，我们有能力使用输入/输出流来进行诸如从套接字读取或写入之类的事情，但是，物理流究竟是什么，如果使用文件流，它是如何连接到套接字或文件的？
我们大多数人都将流视为连接到文件或套接字的魔线，但到底是什么以及语言如何“连接到这样的结构以输入和输出数据？
谢谢大家!

Answer 1

流本身实际上只是一个固定大小的 FIFO字节队列，可能实现为 circular buffer .该队列的一侧是您的程序，它使用 fwrite()(或类似方法)将字节放入缓冲区，或者对于输入流，使用 fread() 等从缓冲区中删除字节。

队列的另一边是操作系统软件的某些部分；对于可能是文件系统层的文件；对于套接字，它将是 TCP 堆栈；对于标准输出，它可能是 tty 或伪 tty 驱动程序。在您的程序将一些字节写入流后，另一端的 OS 代码被唤醒，它从 FIFO 的另一端获取这些字节并对其进行适当的处​​理(例如将它们写入磁盘，或将它们放入 TCP 数据包并将该数据包发送到以太网卡，等等)

流的内部机制故意尽可能地对您隐藏，这样您的代码就不会依赖于流是如何实现的任何细节。这样，如果操作系统更改，或者您为不同的操作系统重新编译，您的代码(希望)不会中断并需要重写，因为您的代码从未做出任何可能不再正确的假设。

至于语言如何连接到这些操作系统机制，它与您可能使用的任何其他代码库实际上并没有太大区别——就像有人定义了您的代码使用的 fwrite()/fread() API，其他人定义了operating system API fread() 和 fwrite() 的实现者可以调用函数(好吧，实际上它们是 system calls ，但就我们的目的而言，它们类似于函数)。而该操作系统 API 又可以调用 device driver API内核用来与硬件通信的层，等等，对于使事情正常工作所需的尽可能多的层。

一路下来都是乌龟:)