C标准I/O与UNIX I/O基础知识比较

Question

我有一个非常基础的问题。在我的教授的讲义幻灯片中，有一个示例我不太理解。

她写道：

printf("u"); 
write(STDOUT_FILENO, "m", 1); 
printf("d\n");

...她说这段代码的输出结果会是：

mud

我不懂，如果有人知道为什么会这样，请解释一下。

参考这个问题：

http://lagoon.cs.umd.edu/216/Lectures/lect17.pdf

（在倒数第二张幻灯片页面。）

- Allan Jiang

Answer 1

write 是一个系统调用 -- 它由用户模式（您的程序运行的地方）和操作系统内核（在将字节写入文件时处理实际写入磁盘的地方）之间的接口实现。

printf 是 C 标准库函数 -- 它由加载到用户模式程序中的库代码实现。

C 标准库输出函数默认缓存其输出，直到达到行末标志。当缓冲区已满或以换行符结尾时，通过库实现调用 write 将其写入文件。

因此，通过 printf 输出的内容不会立即发送到操作系统的 write。在您的示例中，您缓冲字母 'u'，然后立即写入字母 'm'，然后将 "d\n" 追加到缓冲区，标准库通过调用 write(STDOUT_FILENO, "ud\n"); 来将其写入。

- Heath Hunnicutt

Answer 2

默认情况下，stdout 是 行缓冲的（line-buffered）；它只有在遇到换行符（或者缓冲区填满）时才会刷新输出。

因此，"u" 会一直停留在缓冲区中，直到接收到 "d\n"。但是 write 可以绕过这个缓冲区。

- Oliver Charlesworth

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我不会说写入操作“颠覆”了什么。缓冲区完好无损且正常工作。更准确地说，写入操作是一个系统调用，而printf是一个库函数。 - Heath Hunnicutt

stdout 默认情况下不是行缓冲的。 如果 stdout 关联到 tty，则默认情况下它是行缓冲的。 如果 stdout 是常规文件或管道（或真正除了 tty 之外的任何东西），则默认情况下它将被块缓冲。 - William Pursell

@WilliamPursell：从技术上讲，如果可以确定stdout不是交互式设备，则它可能是块缓冲而不是行缓冲。 - ninjalj