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为什么stdout在重定向到文件时需要显式刷新？

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printf() 的行为似乎取决于 stdout 的位置 .

  • 如果 stdout 被发送到控制台，则 printf() 是行缓冲的，并在打印换行符后刷新 .

  • 如果将 stdout 重定向到文件，则不会刷新缓冲区，除非调用 fflush() .

  • 此外，如果在将 stdout 重定向到文件之前使用 printf() ，则后续写入（对文件）将进行行缓冲并在换行后刷新 .

什么时候 stdout 行缓冲，什么时候需要调用_1790759？

每个的最小例子：

void RedirectStdout2File(const char* log_path) {
    int fd = open(log_path, O_RDWR|O_APPEND|O_CREAT,S_IRWXU|S_IRWXG|S_IRWXO);
    dup2(fd,STDOUT_FILENO);
    if (fd != STDOUT_FILENO) close(fd);
}

int main_1(int argc, char* argv[]) {
    /* Case 1: stdout is line-buffered when run from console */
    printf("No redirect; printed immediately\n");
    sleep(10);
}

int main_2a(int argc, char* argv[]) {
    /* Case 2a: stdout is not line-buffered when redirected to file */
    RedirectStdout2File(argv[0]);
    printf("Will not go to file!\n");
    RedirectStdout2File("/dev/null");
}
int main_2b(int argc, char* argv[]) {
    /* Case 2b: flushing stdout does send output to file */
    RedirectStdout2File(argv[0]);
    printf("Will go to file if flushed\n");
    fflush(stdout);
    RedirectStdout2File("/dev/null");
}

int main_3(int argc, char* argv[]) {
    /* Case 3: printf before redirect; printf is line-buffered after */
    printf("Before redirect\n");
    RedirectStdout2File(argv[0]);
    printf("Does go to file!\n");
    RedirectStdout2File("/dev/null");
}
c linux stdout

3 回答

  • 33

    刷新 stdout 取决于其缓冲行为 . 缓冲可以设置为三种模式： _IOFBF （完全缓冲：如果可能，则等待 fflush() ）， _IOLBF （行缓冲：换行触发自动刷新）和 _IONBF （始终使用直接写入） . “对这些特性的支持是实现定义的，可能会受到 setbuf() 和 setvbuf() 函数的影响 . ” [C99：7.19.3.3]

    “在程序启动时，预定义了三个文本流，无需明确打开 - 标准输入（用于读取传统输入），标准输出（用于写入常规输出）和标准错误（用于写入诊断输出） . 最初打开时，标准错误流未完全缓冲;当且仅当可以确定流不参考交互设备时，标准输入和标准输出流才完全缓冲 . [C99：7.19.3.7]

    观察行为的说明

    因此，实现的是，实现执行某些特定于平台的事情来决定 stdout 是否将进行行缓冲 . 在大多数libc实现中，此测试在首次使用流时完成 .

    • 行为＃1很容易解释：当流用于交互式设备时，它是行缓冲的，并且 printf() 会自动刷新 .

    • 情况＃2现在也是预期的：当我们重定向到文件时，流被完全缓冲并且除了 fflush() 之外不会被刷新，除非你向它写入gobloads数据 .

    • 最后，对于仅对底层fd执行一次检查的实现，我们也理解案例＃3 . 因为我们强制stdout的缓冲区在第一个 printf() 中被初始化，所以stdout获得了行缓冲模式 . 当我们换出fd转到文件时，它仍然是行缓冲的，因此数据会自动刷新 .

    一些实际的实现

    每个libc都有自己解释这些要求的自由度，因为C99没有指定"interactive device"是什么，POSIX's stdio entry也没有扩展它（超出要求stderr打开阅读） .

    • Glibc . 见filedoalloc.c:L111 . 这里我们使用 stat() 来测试fd是否为tty，并相应地设置缓冲模式 . （这是从fileops.c调用的 . ） stdout 最初有一个空缓冲区，它是在第一次使用流时根据fd 1的特性分配的 .

    • BSD libc . 非常相似，但要遵循更清晰的代码！见this line in makebuf.c

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  • 0

    您错误地将缓冲和非缓冲IO功能组合在一起 . 必须非常小心地完成这种组合，特别是当代码必须是便携式时 . （编写不可移植的代码很糟糕......）
    It is certainly best to avoid combining buffered and unbuffered IO on the same file descriptor.

    Buffered IO: fprintf() ， fopen() ， fclose() ， freopen() ...

    Unbuffered IO: write() ， open() ， close() ， dup() ...

    当您使用 dup2() 重定向stdout时 . 该函数不知道由 fprintf() 填充的缓冲区 . 因此，当 dup2() 关闭旧描述符1时，它不会刷新缓冲区，并且内容可以刷新到不同的输出 . 在您的案例2a中，它被发送到 /dev/null .

    解决方案

    在您的情况下，最好使用 freopen() 而不是 dup2() . 这解决了所有问题：

    • 它刷新原始 FILE 流的缓冲区 . （案例2a）

    • 根据新打开的文件设置缓冲模式 . （案例3）

    以下是您的函数的正确实现：

    void RedirectStdout2File(const char* log_path) {
    if(freopen(log_path, "a+", stdout) == NULL) err(EXIT_FAILURE, NULL);
}

    不幸的是，对于缓冲IO，您无法直接设置新创建文件的权限 . 您必须使用其他调用来更改权限，或者您可以使用不可移植的glibc扩展 . 见fopen() man page .

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  • 3

    您不应该关闭文件描述符，因此如果您希望仅在文件中打印消息，请删除 close(fd) 并关闭 stdout_bak_fd .

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