使用write()函数和printf()函数输出一个字符串到终端

引子：

printf("printf123");

write(stdou,"write123",3);

使用write()函数和printf()函数输出一个字符串到终端的时候，会发现，如果不在printf()中包含换行符 \n就会出现，明明是printf()函数写在前面，而write()中要输出的结果先输出到终端

分析：

1. Linux系统的三种缓存机制：

全缓存：当遇到缓冲区满/文件关闭/fflush()强制刷新缓存区/程序结束这四种情况以后，才刷新缓存区，将缓存的内容送到内核，如使用fopen 打开的文件，而open打开的文件是没有缓存的

行缓存：与全缓存相比，行缓存顾名思义，再遇到 \n也会刷新缓存区，比上面的全缓存多了一种刷新缓存区的方式，比如输出到屏幕的printf函数

无缓存：内容直接送到内核，用户层没有缓存区，比如write()函数

所以，把上面的printf(“printf123”)修改为printf("write123\n"),

输出结果就是：

printf123

write123

正经问题：

那么将printf()函数的输出目的地从终端屏幕改到一个文件“text”中，比如下面的代码所做的

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(void){
        char *buf="123456\n";
        int fd,save_fd;
        char *lbuf;

        if((fd=open("text",O_RDWR|O_CREAT,0777))<0){ //打开一个文件 text
                perror("open");
                exit(1);
        }

        save_fd=dup(STDOUT_FILENO);        //使用save_fd保存stdout的文件描述符
        dup2(fd,STDOUT_FILENO);                 //将text的文件描述符复制给stdout，这样，标准输出就指向了text文件
        close(fd);        //关闭没用的文件描述符fd

        printf("1\n");                //使用printf函数向text输出 1
        write(STDOUT_FILENO,buf,strlen(buf));  //使用write函数向text写入数据
        dup2(save_fd,STDOUT_FILENO);         //将文件描述符换回来，回复标准输入
        close(save_fd);

        printf("2\n");                  //向屏幕输出 2
        write(STDOUT_FILENO,buf,strlen(buf)); //向屏幕输出 1

        return 0;

}

屏幕输出结果：

123456

1

2

文件text中的内容：

123456

对于上面的结果，有两个问题：

第一个问题:

在改变标准输出之后，stdou对应的应该是文件text，那么printf("1\n")也应该文件text中打印一个 "1\n"才对，但是却没有，而write()函数的内容是成功写入了text，这就说明，标准输出确实被修改成功了，

第二个问题：

再将标准输出恢复之后，也就是执行了 dup2(save_fd,STDOUT_FILENO);  这条语句以后，printf("2\n") 并没有立即向屏幕上打印数据，而是等write()之后才打印了2 。并且这个2还是在1之后

分析：

printf()函数的缓存属性发生了改变，也就是之前是行缓存，而现在变成了全缓存，那么为什么不是无缓存呢，因为如果是无缓存，那么 "1\n"就因该被刷新到内核缓存区了，而write函数正是讲“123456\n”从内核写入文件的，如果“1\n”在内核缓存区，那么他就应该被write函数的写操作影响，或者冲掉，这样来说，“1\n”就根本还没有进入内核，这也就是为什么分析得出，printf函数的缓存性质发生了改变

为了验证上面的猜测：

使用setvbuf()函数设置stdou的缓存区属性

setvbuf()的原函数

  #include <stdio.h>

 int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);
stream 文件输入流

buf 缓存区地址

mode 缓存区性质  

               _IONBF unbuffered  无缓存

              _IOLBF line buffered 行缓存

              _IOFBF fully buffered 全缓存
修改代码，在第一次修改stdout之后，设置stdout的缓存区性质

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(void){
        char *buf="123456\n";
        int fd,save_fd;
        char *lbuf;

        if((fd=open("text",O_RDWR|O_CREAT,0777))<0){
                perror("open");
                exit(1);
        }

        save_fd=dup(STDOUT_FILENO);
        dup2(fd,STDOUT_FILENO);
        close(fd);
      //设置stdout的缓存区性质
     setvbuf(stdout,lbuf=malloc(512*sizeof(char)),_IOLBF,512);

        printf("1\n");
        write(STDOUT_FILENO,buf,strlen(buf));
        dup2(save_fd,STDOUT_FILENO);
        close(save_fd);

        printf("2\n");
        write(STDOUT_FILENO,buf,strlen(buf));

        return 0;

}

  从setvbuf函数的原函数来看，是使用文件的读写指针来设置缓存区属性的，所以，当改变stdou的时候，才会对printf()的缓存区造成影响

修改之后的输出结果

屏幕：

2

123456

text文件中：

1

123456

所以，可以得出结果，第一次修改stdout的时候，确实改变了printf()的缓存性质，从第一次的输出结果来看，第二次将stdout改回成标准输出的时候，printf()的缓存性质并没变回来（原因暂时不明），然后在设置了缓存区性质之后，从第二次的输出结果可以得出，printf()缓存区又变成了行缓存

总结：

如果要使用dup2()函数改变文件的标准输出，需要判断缓存的性质是否是发生了变化，如果发生了变化，就需要重新设置，否则不能得到想要的结果

如果不改变标准输出，在使用printf的时候，需要注意是否要随行输出。