双缓冲：操作系统原理，提升输入输出效率

1.按照缓冲区存在的位置

按照缓冲区存在的位置可以把缓冲分为硬件缓冲和软件缓冲。所谓硬件缓冲是指设备本身配有少量必要的硬件缓冲器，而软件缓冲则是指在内存中划出一个特定区域来充当缓冲区，使用时，由输入指针和输出指针来控制对信息的写入和读取。

2.按照缓冲区的个数以及缓冲区的组织形式

按照缓冲区的个数以及缓冲区的组织形式可以把缓冲分为单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池四种类型。

（1）单缓冲。单缓冲是在设备和CPU之间设置一个缓冲区。设备和CPU交换数据时，先把被交换数据写入缓冲区，然后，需要数据的设备和CPU从缓冲区取走数据。由于缓冲区属于临界资源，即不允许多个进程同时对一个缓冲区操作，因此，尽管单缓冲能匹配设备和CPU的处理速度，但是，设备和设备之间不能通过单缓冲达到并行操作。(www.xing528.com)

（2）双缓冲。为了加快输入和输出速度，提高并行性和设备的利用率，引入了双缓冲机制，也称缓冲对换。双缓冲即设置了两个缓冲区。设备输入时，输入设备先将数据送入第一缓冲区，装满后便转向第二缓冲区。此时，操作系统可以从第一缓冲区移出数据，送用户进程；输出时，CPU把要输出的数据装满第一缓冲区后，转向第二缓冲区，这时输出设备输出第一缓冲区内的数据。

（3）循环缓冲。当输入与输出的速度基本匹配时，采用双缓冲能获得较好的效果，可使输入和输出基本上能并行操作。但若两者的速度相差较远，双缓冲的效果就不够理想，不过可以随着缓冲区数量的增加，使情况有所改善。因此，又引入了多缓冲机制，可将多个缓冲组织成循环缓冲形式。对于用作输入的循环缓冲，通常是提供给输入进程或计算进程使用，输入进程不断向空缓冲区输入数据，而计算进程则从中提取数据进行计算。

（4）缓冲池。无论是单缓冲、双缓冲还是循环缓冲都仅适用于某特定的I/O进程和计算进程，因而它们属于专用缓冲。当系统较大时，将会有许多这样的缓冲，这不仅要消耗大量的内存空间，而且其利用率也不高。为了提高缓冲区的利用率，目前广泛流行公用缓冲池，在池中设置了多个可供若干个进程共享的缓冲区。