| Input/output (I/O)-buffering verbetert de efficiëntie van I/O-bewerkingen aanzienlijk, voornamelijk door deze voordelen:
* Minder systeemoproepen: Het belangrijkste voordeel. Elke lees- of schrijfbewerking naar een bestand of netwerk brengt een systeemaanroep met zich mee, een relatief dure bewerking. Buffering groepeert meerdere kleine I/O-verzoeken in grotere blokken. In plaats van honderden kleine systeemoproepen te doen, voert een gebufferd I/O-systeem veel minder, grotere oproepen uit, waardoor de overhead drastisch wordt verminderd.
* Verbeterde doorvoer: Het groeperen van I/O-bewerkingen leidt tot een grotere doorvoer. Dit komt omdat er minder tijd wordt besteed aan het beheren van individuele verzoeken, waardoor er in een bepaalde periode meer gegevens kunnen worden overgedragen.
* Verminderde latentie: Hoewel individuele I/O-bewerkingen iets langzamer kunnen zijn als gevolg van het bufferproces zelf (vooral schrijfbewerkingen, die de overhead met zich meebrengen van het vullen van de buffer), vermindert de algehele vermindering van het aantal systeemaanroepen de *algehele* latentie die de applicatie ondervindt dramatisch. De tijd die wordt bespaard door minder systeemoproepen is ruimschoots groter dan de kleine vertraging die door buffering wordt veroorzaakt.
* Beter schijfgebruik: Met name relevant voor schijf-I/O maakt buffering sequentiële toegang tot gegevens mogelijk, wat veel efficiënter is dan willekeurige toegang. Schijfstations zijn mechanisch geoptimaliseerd voor sequentieel lezen en schrijven.
* Netwerkefficiëntie: Bij netwerk-I/O helpt buffering het gebruik van netwerkbandbreedte te optimaliseren door grotere pakketten te verzenden. Dit minimaliseert de netwerkoverhead die gepaard gaat met elke pakkettransmissie.
Typen buffering en hun implicaties:
De specifieke voordelen kunnen afhangen van het gebruikte type buffering:
* Volledige buffering: De gehele buffer moet gevuld zijn voordat er een schrijfbewerking plaatsvindt. Dit maximaliseert de efficiëntie, maar introduceert latentie.
* Lijnbuffering: Een nieuweregelteken activeert een schrijfbewerking. Geschikt voor interactieve toepassingen waarbij directe feedback nodig is.
* Niet-gebufferde I/O: Er wordt geen buffering gebruikt. Elke I/O-bewerking is een directe systeemaanroep. Dit leidt tot aanzienlijke overhead, maar vermijdt latentie die door buffering wordt geïntroduceerd. Over het algemeen alleen gebruikt als nauwkeurige controle over I/O nodig is (bijvoorbeeld apparaatstuurprogramma's op laag niveau).
Samenvattend:hoewel er een kleine overhead gepaard gaat met het beheren van buffers, weegt de vermindering van het aantal systeemaanroepen en de verbeterde efficiëntie in bijna alle gevallen aanzienlijk zwaarder dan de nadelen, waardoor input/output-buffering een cruciale optimalisatietechniek bij het programmeren wordt. |