c - 通过管道转发时，递归进程树输出不同

Question

我检查了应递归创建进程树的同一段代码:

void proc_recurse(int layer)
{
    if(layer<=0) return;
    switch(fork()){
    case 0:
        proc_recurse(layer-1);
        printf("%d: child layer = %d\n", getpid(), layer);
        break;
    case -1:
        printf(stderr,"%d: fork failed\n", getpid());
        break;
    default:
        printf("%d: parent \n", getpid());
        break;
    }
}

int  main (int argc, char *argv[]) {
    int i;
    int n = atoi(argv[1]);
    printf("I'm grandParent %d n = %d \n", getpid(), n);

    proc_recurse(n);
}

显然，使用管道时结果完全不同。我可以观察到 fork 返回到代码开始的位置(注意输出中重复出现的“grandParent”消息)。谁能向我解释这种差异的本质。

Answer 1

问题是缓冲。如果您在 printf 之后添加对 fflush(stdout) 的调用，问题就会消失:

void proc_recurse(int layer)
{
    if(layer<=0) return;
    switch(fork()){
    case 0:
        proc_recurse(layer-1);
        printf("%d: child layer = %d\n", getpid(), layer);
        break;
    case -1:
        fprintf(stderr,"%d: fork failed\n", getpid());
        break;
    default:
        printf("%d: parent \n", getpid());
        break;
    }
    fflush(stdout);
}

int  main (int argc, char *argv[]) {
    int i;
    int n = atoi(argv[1]);
    printf("I'm grandParent %d n = %d \n", getpid(), n);
    fflush(stdout);
    proc_recurse(n);
}

尝试运行:

$ ./a.out 5 | less
I'm grandParent 7124 n = 5 
7124: parent 
7126: parent 
7126: child layer = 5
7127: parent 
7127: child layer = 4
7127: child layer = 5
7128: parent 
7128: child layer = 3
7128: child layer = 4
7128: child layer = 5
7129: parent 
7130: child layer = 1
7130: child layer = 2
7130: child layer = 3
7130: child layer = 4
7130: child layer = 5
7129: child layer = 2
7129: child layer = 3
7129: child layer = 4
7129: child layer = 5

<小时/>

问题是，在向终端执行输出时，stdout 通常是无缓冲的或行缓冲的。。但是，一旦通过管道传输输出，就会使用缓冲区(类似于 4K 缓冲区，但这取决于情况)。这意味着“grandParent”行不会立即在主进程的输出中给出，然后 fork 会生成该行，以便子进程现在拥有包含该行的缓冲区的副本，并且当它们写入时最后执行输出，最终得到重复的内容。

这是使用fork等编写程序时的常见错误。在执行fork之前，您应该fflush输出以避免这种情况问题。