Linux：何时使用分散/收集 IO（readv、writev）与带有 fread 的大缓冲区

Question

在 scatter 和 gather（即readv 和 writev）中，Linux 读取多个缓冲区并从多个缓冲区写入。

如果说，我有一个包含 3 个缓冲区的向量，我可以使用 readv，或者我可以使用单个缓冲区，它具有 3 个缓冲区的组合大小并执行 fread。

因此，我很困惑：对于哪些情况应该使用分散/聚集，什么时候应该使用单个大缓冲区？

Answer 1

readv、writev提供的主要便利是：

1. 它允许使用不连续的数据块。即缓冲区需要不是数组的一部分，而是单独分配。
2. I/O 是“原子的”。即如果您执行writev，则向量中的所有元素都将写入一个连续的操作中，其他进程完成的写入不会发生在它们之间。

例如比如说，您的数据是自然分段的，并且来自不同的来源：

struct foo *my_foo;
struct bar *my_bar;
struct baz *my_baz;

my_foo = get_my_foo();
my_bar = get_my_bar();
my_baz = get_my_baz();

现在，所有三个“缓冲区”都不是一个大的连续块。但是无论出于何种原因，您都希望将它们连续写入文件（例如，它们是文件格式的文件头中的字段）。

如果您使用write，您必须在以下选项中进行选择：

1. 使用memcpy（开销）将它们复制到一个内存块中，然后调用write。然后写入将是原子的。
2. 对write 进行三个单独的调用（开销）。此外，来自其他进程的 write 调用可以散布在这些写入之间（不是原子的）。

如果你改用writev，一切都很好：

1. 您只进行了一次系统调用，没有memcpy 可以从三个系统调用中创建一个缓冲区。
2. 此外，三个缓冲区是原子写入的，作为一个块写入。即，如果其他进程也写入，则这些写入不会出现在三个向量的写入之间。

所以你会做这样的事情：

struct iovec iov[3];

iov[0].iov_base = my_foo;
iov[0].iov_len = sizeof (struct foo);
iov[1].iov_base = my_bar;
iov[1].iov_len = sizeof (struct bar);
iov[2].iov_base = my_baz;
iov[2].iov_len = sizeof (struct baz);

bytes_written = writev (fd, iov, 3);

来源：

1. http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009604499/functions/writev.html
2. http://linux.die.net/man/2/readv