C++笔记之IO相关概念详解

C++笔记之IO相关概念详解


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文章目录

  • C++笔记之IO相关概念详解
    • 一、什么是IO
    • 二、IO包括哪些操作或场景
    • 三、IO与性能的关系
    • 四、哪些操作或场景不是IO
    • 五、哪些操作不是IO却也和性能强相关
    • 总结要点（面试话术）

一、什么是IO

IO（Input/Output，输入输出）是指程序与外部设备或外部系统之间进行数据交换的操作。其本质特征是：数据需要跨越"用户态程序内存"与"外部实体"之间的边界，通常需要经过操作系统内核，涉及硬件设备（如磁盘、网卡）或内核缓冲区的参与。

IO操作的核心特点：

  • 需要陷入内核态（系统调用，如read/write/send/recv）
  • 速度远慢于CPU/内存操作（磁盘IO约毫秒级，网络IO受延迟影响更大，而CPU指令是纳秒级）
  • 通常是异步的、不可预测延迟（依赖外部设备状态、网络状况等）
  • 占用的是"等待"资源而非"计算"资源（IO等待期间CPU可以切换去做别的事）

二、IO包括哪些操作或场景

1. 文件IO

  • 文件的读写：fopen/fread/fwrite、ifstream/ofstream、open/read/write/close（POSIX）
  • 文件的创建、删除、重命名、stat获取文件属性
  • 内存映射文件m