重定向对格式化IO（printf）行缓冲的影响

    今天在看APUE3进程章节的fork函数的时候，有一个例程中使用了格式化IO函数（printf），在输出到终端的时候只输出一次，但重定向到某个文件时，却由于子进程及缓冲更改的关系输出了两次。具体代码如下：

#include "apue.h"int globvar = 6; /* external variable in initialized data */char buf[] = "a write to stdout\n";int  main(void) {        int var; /* automatic variable on the stack */        pid_t pid;        var = 88;        if (write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1)                err_sys("write error");        printf("before fork\n"); /* we don't flush stdout */        if ((pid = fork()) < 0) {                err_sys("fork error");        } else if (pid == 0) { /* child */                globvar++; /* modify variables */                var++;        } else {                sleep(2); /* parent */        }        printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar, var);         exit(0);} 

输出如下：

sahpah:~/apue.3e/proc$ ./fork1 
a write to stdout 
before fork 
pid = 14761, glob = 7, var = 89 
pid = 14760, glob = 6, var = 88 
sahpah:~/apue.3e/proc$ ./fork1 > h 
sahpah:~/apue.3e/proc$ cat h 
a write to stdout 
before fork 
pid = 15649, glob = 7, var = 89 
before fork 
pid = 15648, glob = 6, var = 88 

这是由于在Linux下，默认符合如下缓冲特征：

• 当且仅当标准输入和标准输出并不指向交互式设备时，它们才是全缓冲的。
• 标准错误决不会是全缓冲的。

因此，在标准输出直接输出到终端时，它是行缓冲的，由换行符冲洗。

所以，在fork之前第一个个printf函数由换行符将缓冲区冲洗完，仅打印一次“before fork”。

 printf("before fork\n"); 

    当使用“./fork1 > h”重定向到h文件时，使用的是全缓冲，fork前的printf缓冲区中的数据并不会被冲洗，而fork出来的子进程获得了父进程数据空间、堆和栈的副本，所以子进程也继承了父进程缓冲区中的数据，即父进程和子进程都有了该行的缓冲区，随后第二个printf将数据追加到该缓冲区中，exit函数在退出前将各自的缓冲区进行冲洗，于是打印了两次“before fork”。

修改方法：

1.在第一个printf后使用fflush函数强制对标准输出流进行冲洗：

#include "apue.h"int globvar = 6; /* external variable in initialized data */char buf[] = "a write to stdout\n";int  main(void) {        int var; /* automatic variable on the stack */        pid_t pid;        var = 88;        if (write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1)                err_sys("write error");        printf("before fork\n"); /* we don't flush stdout */        fflush(stdout); //force flush        if ((pid = fork()) < 0) {                err_sys("fork error");        } else if (pid == 0) { /* child */                globvar++; /* modify variables */                var++;        } else {                sleep(2); /* parent */        }        printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar, var);         exit(0);} 

进行强制冲洗后输出如下：

sahpah:~/apue.3e/proc$ ./fork1 
a write to stdout 
before fork 
pid = 14761, glob = 7, var = 89 
pid = 14760, glob = 6, var = 88 
sahpah:~/apue.3e/proc$ ./fork1 > h 
sahpah:~/apue.3e/proc$ cat h 
a write to stdout 
before fork 
pid = 15649, glob = 7, var = 89 
pid = 15648, glob = 6, var = 88 

2.使用setvbuf设置标准输出流的缓冲类型：

#include "apue.h"int globvar = 6; /* external variable in initialized data */char buf[] = "a write to stdout\n";int  main(void) {        int var; /* automatic variable on the stack */        pid_t pid;        var = 88;        setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);//set buffer        if (write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1)                err_sys("write error");        printf("before fork\n"); /* we don't flush stdout */        if ((pid = fork()) < 0) {                err_sys("fork error");        } else if (pid == 0) { /* child */                globvar++; /* modify variables */                var++;        } else {                sleep(2); /* parent */        }        printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar, var);         exit(0);} 

    setvbuf将stdout流类型重设置为行缓冲，但其缓冲区由我们指定，此处指向NULL，则标准IO库自动为该流分配适当长度的缓冲区。当数据超过缓冲区长度时，缓冲区则被冲洗，而此处缓冲区长度设置为0，故每个接收的数据都立即被冲洗。

输出如下：

sahpah:~/apue.3e/proc$ ./fork1 
a write to stdout 
before fork 
pid = 43680, glob = 7, var = 89 
pid = 43679, glob = 6, var = 88 
sahpah:~/apue.3e/proc$ ./fork1 > h 
sahpah:~/apue.3e/proc$ cat h 
a write to stdout 
before fork 
pid = 43682, glob = 7, var = 89 
pid = 43681, glob = 6, var = 88