在C语言中使用printf()和fork()产生重复输出

Question

在C语言中使用printf()和fork()产生重复输出

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我运行了这个小程序来测试fork()，但我无法弄清输出是什么，程序代码如下：

#include <stdio.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <unistd.h> 

int i = 0;
void create()
{
    fork();
    printf("Inside i= %d \n", i);
    i = i + 1;
    fork();
}
int main()
{
    create();  
    return 0;
}

输出结果为：

Inside i= 0 
Inside i= 0 
Inside i= 0 
Inside i= 0

难道不应该只有两个输出吗？因为在最后一个fork()中，子进程没有打印任何内容。

我读过这样一种说法，即在fork()之后，子进程将执行下一条指令，但是最后一个子进程似乎已经执行了printf()指令。

- OussamaMater

抱歉，我没有理解你的意思。 - OussamaMater

我稍微修改了问题的措辞，使其更加清晰易懂，希望您不介意。 - Marco Bonelli

printf() 不是线程安全的，因此您应该预料到会遇到麻烦。 - VillageTech

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@VillageTech 线程安全与此无关。fork() 不会创建线程。 - Marco Bonelli

@Marco Bonelli - 你是对的，谢谢。 - VillageTech

父进程和子进程在调用fork()后立即继续执行。为了学习的目的，如果您想知道哪个进程（子进程或父进程）正在打印，请在printf()调用中添加当前pid。例如：printf("pid#%d: Inside i= %d \n", getpid(), i); - Rachid K.

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Marco Bonelli · Accepted Answer

你的程序输出受到实现方式的影响。

C标准库对输出流应用缓冲，这意味着它会累积要写入的字符，直到缓冲区达到一定长度（或满足某些条件）然后一次性输出所有文本。

最常见的行为是使用行缓冲，这意味着遇到换行符(\n)时将打印文本。这确实是在我的机器上发生的事情。由于你在printf()之前进行了fork()，因此两个进程执行调用并且由于有一个换行符, 输出立即被打印：

$ ./prog
Inside i= 0
Inside i= 0

然后在这两个进程中的每个进程上执行另一个fork(), 但由于内部输出缓冲区已经被清空，所以没有更多可打印的内容，因此在这种情况下不会发生任何显著的事情。

然而，根据你的具体实现和程序运行的条件，printf()（以及一般的任何stdio函数）可能会决定应用不同的缓冲规则。

例如，当将输出导入到另一个程序或文件时，glibc通常使用固定大小的缓冲区并且不进行行缓冲。由于该缓冲区不是通过单个短的printf()填充的，文本会保留在其中以便稍后打印。当第二次fork()时，每个新子进程都会得到该缓冲区的副本，然后所有文本在进程退出时由它们中的每一个打印出来。在我的系统中，当导入输出时，这是输出结果：

$ ./prog | cat
Inside i= 0
Inside i= 0
Inside i= 0
Inside i= 0

如果您想确保文本立即打印，您可以使用 fflush() 或者禁用 stdout 的缓冲区，使用 setvbuf()。

示例：

使用 fflush()：

void create()
{
    fork();
    printf("Inside i= %d \n", i);
    fflush(stdout);
    i = i + 1;
    fork();
}

使用setvbuf()函数：

int main()
{
    setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);
    create();  
    return 0;
}