fork() 後の printf 異常

OS:Linux、言語:pure C

私は C プログラミング全般の学習を進めており、特別なケースでは UNIX での C プログラミングを学習しています。

printf() の (私にとって) 奇妙な動作を検出しました fork() を使用した後の関数電話。

コード

#include <stdio.h>
 #include <system.h>
 int main()
 {
     int pid;
     printf( "Hello, my pid is %d", getpid() );
     pid = fork();
     if( pid == 0 )
     {
             printf( "\nI was forked! :D" );
             sleep( 3 );
     }
     else
     {
             waitpid( pid, NULL, 0 );
             printf( "\n%d was forked!", pid );
     }
     return 0;
 }

出力

Hello, my pid is 1111
 I was forked! :DHello, my pid is 1111
 2222 was forked!

子の出力で 2 番目の「Hello」文字列が発生したのはなぜですか?

はい、親の pid を使用して、親が開始時に印刷したものとまったく同じです .

しかし！ \n を配置すると各文字列の末尾に文字を追加すると、期待される出力が得られます:

#include <stdio.h>
 #include <system.h>
 int main()
 {
     int pid;
     printf( "Hello, my pid is %d\n", getpid() ); // SIC!!
     pid = fork();
     if( pid == 0 )
     {
             printf( "I was forked! :D" ); // removed the '\n', no matter
             sleep( 3 );
     }
     else
     {
             waitpid( pid, NULL, 0 );
             printf( "\n%d was forked!", pid );
     }
     return 0;
 }

出力 :

Hello, my pid is 1111
 I was forked! :D
 2222 was forked!

なぜそれが起こるのですか？それは正しい動作ですか、それともバグですか?

答え:

<system.h> に注意してください非標準ヘッダーです。 <unistd.h> に置き換えましたそしてコードはきれいにコンパイルされました。

プログラムの出力が端末 (画面) に送られるときは、ラインバッファリングされます。プログラムの出力がパイプに送られると、完全にバッファリングされます。標準 C 関数 setvbuf() でバッファリングモードを制御できます。そして _IOFBF (完全なバッファリング)、_IOLBF (行バッファリング) および _IONBF (バッファリングなし) モード。

プログラムの出力を cat などにパイプすることで、修正したプログラムでこれを実証できます。 . printf() の末尾に改行があっても文字列の場合、二重の情報が表示されます。端末に直接送信すると、1 つの情報だけが表示されます。

この話の教訓は、fflush(0); を呼び出すのに注意することです。フォークする前にすべての I/O バッファを空にします。

要求に応じて行ごとの分析 (中括弧などを削除 - マークアップエディターによって先頭のスペースを削除):

printf( "Hello, my pid is %d", getpid() );

pid = fork();

if( pid == 0 )

printf( "\nI was forked! :D" );

sleep( 3 );

else

waitpid( pid, NULL, 0 );

printf( "\n%d was forked!", pid );

分析:

「こんにちは、私の pid は 1234 です」を標準出力用のバッファにコピーします。最後に改行がなく、出力が行バッファモード (またはフルバッファモード) で実行されているため、端末には何も表示されません。

stdout バッファ内のまったく同じマテリアルを使用して、2 つの別個のプロセスを提供します。

子供は pid == 0 を持っています 4 行目と 5 行目を実行します。親の pid はゼロ以外の値です (2 つのプロセスの数少ない違いの 1 つ - getpid() からの戻り値と getppid() はあと 2 つです)。

改行と「I was forked! :D」を子の出力バッファに追加します。出力の最初の行が端末に表示されます。出力は行バッファリングされるため、残りはバッファに保持されます。

すべてが 3 秒間停止します。この後、子は main の最後の return で正常に終了します。その時点で、stdout バッファー内の残りのデータがフラッシュされます。改行がないため、出力位置は行末のままになります。

親がここに来る

親は子供が死に終わるのを待ちます。

親は改行を追加し、「1345 がフォークされました!」出力バッファに。改行は、子によって生成された不完全な行の後に、'Hello' メッセージを出力にフラッシュします。

親は main の最後に戻ることで正常に終了し、残りのデータはフラッシュされます。最後にまだ改行がないため、カーソル位置は感嘆符の後にあり、シェルプロンプトは同じ行に表示されます。

私が見ているもの:

Osiris-2 JL: ./xx
 Hello, my pid is 37290
 I was forked! :DHello, my pid is 37290
 37291 was forked!Osiris-2 JL: 
 Osiris-2 JL:

PID の数値は異なりますが、全体的な外観は明らかです。 printf() の末尾に改行を追加するステートメント (これは非常にすぐに標準的なプラクティスになります) は、出力を大幅に変更します:

#include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 int main()
 {
     int pid;
     printf( "Hello, my pid is %d\n", getpid() );
     pid = fork();
     if( pid == 0 )
         printf( "I was forked! :D %d\n", getpid() );
     else
     {
         waitpid( pid, NULL, 0 );
         printf( "%d was forked!\n", pid );
     }
     return 0;
 }

私は今得ます：

Osiris-2 JL: ./xx
 Hello, my pid is 37589
 I was forked! :D 37590
 37590 was forked!
 Osiris-2 JL: ./xx | cat
 Hello, my pid is 37594
 I was forked! :D 37596
 Hello, my pid is 37594
 37596 was forked!
 Osiris-2 JL:

出力が端末に送られると、行バッファリングされるため、「Hello」行が fork() の前に表示されることに注意してください。コピーは1つだけでした。出力が cat にパイプされる場合、完全にバッファリングされているため、 fork() の前には何も表示されません両方のプロセスのバッファーに、フラッシュされる「Hello」行があります。