Довольно часто пользователи обращаются к данным, которые требуют их длительного воспроизведения или обработки. Хорошим примером таких случаев служит работа с потоком медиаданных (видео или музыка), удаленное редактирование музыкальных файлов или длительный ввод данных с клавиатуры. В таких случаях, для плавности процесса воспроизведения или непрерывности работы пользователя используется технология буферизации. Размер буфера определяет то, насколько плавно, без рывков все будет происходить. Большой размер буфера позволяет временно хранить больший объем потоковых данных.

Проблемы ввода и вывода данных

Очень часто ввод и вывод в приложениях представляет собой единичные операции. Сразу после ввода данных (ввода текста или серии манипуляций с графическим меню), приложения сохраняют их в виде переменных значений в базу данных. Операционная система постоянно вмешивается в процесс управления операциями ввода, обмениваясь данными с сетевыми или локальными ресурсами. Каждый такой запрос требует определенного времени на выполнение, что существенно замедляет работу приложений.

Буферизация потока данных

Буферизация потока данных нивелирует описанную выше проблему ввода-вывода путем создания свободной области памяти (буфера) в выделенном для программы адресном пространстве, для временного хранения там блоков введенных данных. Буфер содержит только часть оперативных данных, что позволяет программе незамедлительно к ним обращаться. Как только буфер полностью освобождается (в специфических ситуациях только наполовину), программа обращается к операционной системе за следующей порцией данных для буфера. Подобное ограничение частоты системных вызовов направлено на увеличение скорости выполнения работы с потоковыми данными. Если при работе программы с буфером возникают проблемы, вам следует знать, как удалить поврежденный файл.

Какой размер буфера нужен?

Емкость или размер буфера зависит от потребностей пользователя и ограничивает количество оперативных данных, которые могут в нем храниться. Если его размер будет очень мал, то потребуется большее количество системных вызовов за новыми порциями данных. Обычно в объектно-ориентированых языках программирования под размер буферной памяти отводятся строго определенные значения. Различные приложения могут требовать увеличения размера буфера. Например, для приложений, воспроизводящих поток аудиоданных необходим буфер гораздо большей емкости, чем для клавиатурного ввода.

Зависимость производительности от размера буфера

Размер буфера напрямую зависит от того, как много системных вызовов инициирует программа во время выполнения задач. Если программное обеспечение каждый раз перед обработкой данных их считывает в буфер, то нужно очень точно рассчитать его размер, чтобы время на считывание расходовалось эффективно. Тем не менее, большинство программ, работающих с потоковым контентом, только выигрывают от увеличения емкости буферной памяти. Они постоянно обрабатывают данные из буфера, и чем больше его емкость, тем меньше времени тратится на выполнение системных вызовов. Если системный вызов данных с локального ресурса проходит с большими задержками, возможно вам понадобится исправить ошибки на жестком диске.