Python 3 – 文件 flush() 方法

Python 3 – 文件 flush() 方法

Python 中,使用文件对象的 flush() 方法可以强制将文件缓冲区中的数据写入到硬盘中的文件中,这个过程称之为文件刷新。文件刷新可以防止数据丢失,并在任何时候强制数据写入硬盘。

文件缓冲区

Python 中,文件可以在内存中进行输入或输出,并在后续时间将其存储到硬盘上的文件中。笔者吐槽一句,说到底就是人话的“快读慢写”。

当你使用 Python 内置的 open() 函数打开文件时,在默认情况下,Python 会创建文件缓冲区。这个缓冲区是用来暂存将要写入到硬盘上的文件内容的内存区域。Python 使用文件缓冲区以提高文件的写入速度,并减少对硬盘的访问量。

除了使用 open() 打开一个文件,你还可以使用内置的 fileinput.input() 函数读取一个文件,这个函数也会使用文件缓冲区。

文件 flush() 方法及其使用

文件缓冲区是通过文件 flush() 方法刷新到硬盘的。flush() 方法是针对当前打开的文件对象,如果该文件对象未被刷新过,则将当前文件对象的内容从缓冲区中强制写入到文件中。也就是说,flush() 方法是从缓存区到磁盘的一个特殊的写操作。

f = open('test.txt', 'w')
f.write('Hello, World!')
# 输出:12
f.flush()
# 将文件立即从缓冲区刷新到磁盘
f.write('Hello, Python!')
# 写入数据,但不立即写入到磁盘
f.close()

在文件写入之后,没有调用 flush() 方法,Python 会将数据写入缓冲区,并在一段时间后自动将其刷新到硬盘。但这种方法并不可靠,因为如果发生系统崩溃或者程序退出,则所有未刷新到硬盘的数据会丢失。为了保证数据的可靠性,我们可以在写入文件之后调用 flush() 方法或者使用 with 语句进行自动刷新。

使用 with 语句处理文件对象时效果等同于手动调用 flush() 方法。因为 with 语句的作用是确保文件在使用完之后自动关闭。如果使用 with 语句处理文件对象,则在离开 with 代码块之前,Python 将自动将所有写入到文件对象中的数据从缓存区中刷新到硬盘中。

with open('test.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello, World!')
    # 刷新缓冲区,将数据放到磁盘中
    f.flush()
    f.write('Hello, Python!')
    # 写入数据,但不立即写入到磁盘

需要注意的是,如果将文件打开模式设置为 a+,添加数据到文件末尾时,flush() 方法会将数据写入磁盘,完全替代了文件对象跨进程、跨线程的同步机制。因此,在处理大量数据、并发操作时,使用 flush() 方法会造成明显的性能下降。

在使用 flush() 方法时,可以将 Python 执行程序的输出强制刷新到屏幕,以便及时查看输出结果。

import time

for i in range(10):
    print(i, end='', flush=True)
    time.sleep(0.5)

上面的代码会将每个数字 0~9 输出到控制台,并强制 Python 将数据刷新到屏幕。由于 flush=True 的设置,数字 0 将立刻显示在控制台上,而不是像默认情况下一样在缓冲区中等待缓冲区大小满足一定条件再一次性输出。

结论

在 Python 中,文件缓冲区是用于提高文件写入速度的内存区域,使用 flush() 方法可以将文件缓冲区中的数据立即刷新到硬盘中的文件中,并在写入大量数据、并发操作时对于性能造成一定的影响。使用 with 语句可以自动刷新文件缓冲区中的数据,并防止数据丢失。另外,在需要在控制台中立即显示输出结果时,也可以使用 flush=True 来强制刷新输出结果。

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