您能解释一下 fflush() 和重定向输出发生了什么吗？

Question

所以我写了一个测试程序，这是代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    int i;
    printf("%s", "entering\n");
    fflush(stdout);
    for (i = 0 ; i < 3 ; i++)
    {
        fork();
        fflush(stdout);
    }

    printf("%s", "exiting\n");
}

当我在终端中编译并运行它时，它会显示我期望的内容:“进入”一次，“退出”几次。当我运行它并将输出重定向到一个文件时，它会显示每次退出时的输入。

1) 为什么它不每次都向终端和文件输出相同的内容？

2)为什么它显示输入文件 8 次，但在终端中只显示一次(我希望它输入一次)。

3)当我的输出进入文件时，fflush() 语句会产生影响吗？

Answer 1

它与标准文件句柄上的缓冲有关。来自 ISO C99 7.19.3/7 文件:

As initially opened, the standard error stream is not fully buffered; the standard input and standard output streams are fully buffered if and only if the stream can be determined not to refer to an interactive device.

当您写入终端时，输出很可能是^(a)行缓冲的，这意味着每当发送换行符时它就会被刷新。

通过重定向，它是完全缓冲的，这意味着它只会在缓冲区已满时刷新。

您可以在对 stdout 进行操作之前使用 setvbuf 将其设置为无缓冲或行缓冲，并且不必担心刷新。

setvbuf (stdout, NULL, _IONBF, BUFSIZ); // _IONBF for  no  buffering.
                                        // _IOFBF for full buffering.
                                        // _IOLBF for line buffering.

请记住，如果您将输出发送到文件，无缓冲的输出可能会严重影响性能。另请记住，对此的支持是实现定义的，而不是由标准保证的。

C99 第 7.19.3/3 节是相关位:

When a stream is unbuffered, characters are intended to appear from the source or at the destination as soon as possible. Otherwise characters may be accumulated and transmitted to or from the host environment as a block.

When a stream is fully buffered, characters are intended to be transmitted to or from the host environment as a block when a buffer is filled.

When a stream is line buffered, characters are intended to be transmitted to or from the host environment as a block when a new-line character is encountered.

Furthermore, characters are intended to be transmitted as a block to the host environment when a buffer is filled, when input is requested on an unbuffered stream, or when input is requested on a line buffered stream that requires the transmission of characters from the host environment.

Support for these characteristics is implementation-defined, and may be affected via the setbuf and setvbuf functions.

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^(a) 标准未指定标准输入和输出是无缓冲的还是行缓冲的(其中底层文件可能是交互式的)(请参阅 here )。从我遇到的情况来看，行缓冲是(到目前为止)最常见的。

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至于为什么你会收到多条entering消息，即使你在 fork 之前刷新了它，这是一个更棘手的问题。您尚未列出您的环境，因此这充其量只是假设，但我看到了一些可能性(尽管很可能有更多)。

首先，fflush 可能由于某种原因失败。这实际上是可能的，但很容易检查，因为它的行为与 write 类似(因为它通常在幕后调用 write)。

换句话说，在刷新后检查errno以查看是否存在问题。如果是这样，所有子级中的 C 运行时缓冲区仍不会刷新，因此它们都会写入 entering。

其次，即使缓冲区被刷新，下面可能会有更多的缓冲(在写入级别或终端驱动程序本身内)，这是由fork，导致多个输出到终端。我认为这不太可能。

第三，这可能只是一个奇怪的特定于平台的问题。当我在 Ubuntu 11.04 机器上运行您的代码时，我发现终端输出和文件输出变体之间没有差异。它们都输出一条进入消息和八条退出消息。

如果是第三种情况，那么您确实没有追索权:ISO C 并不强制要求在这种情况下发生什么，因为 ISO C 对 fork 一无所知。我在 POSIX.1 中找不到任何似乎表明某种方式的内容，但它可能就在那里。

就其值(value)而言，如果我仅注释掉第一个 fflush，我会收到两次 entering 消息，然后是八条 exiting 消息。如果我只注释掉第二个，它就像它们都在那里一样，一个进入，然后是八个退出。

如果我注释掉它们中的两个，我会得到八个进入/退出对。