Dlaczego printf nie opróżnia się po wywołaniu, chyba że nowa linia znajduje się w ciągu formatu?

Dlaczego printfnie opróżnia się po wywołaniu, chyba że nowa linia znajduje się w ciągu formatu? Czy to zachowanie POSIX? Jak mogę printfnatychmiast spłukiwać za każdym razem?

stdoutStrumień jest linia buforowana domyślnie, więc będą wyświetlane tylko co jest w buforze po osiągnięciu nowego wiersza (lub gdy jest to powiedziano). Masz kilka opcji do natychmiastowego wydrukowania:

stderrZamiast tego drukuj za pomocą fprintf( domyślnie niestderr jest buforowana ):

fprintf(stderr, "I will be printed immediately");

Spłucz stdout za każdym razem, gdy jest to potrzebne, aby użyć fflush:

printf("Buffered, will be flushed");
fflush(stdout); // Will now print everything in the stdout buffer

Edycja : Z poniższego komentarza Andy'ego Rossa możesz również wyłączyć buforowanie na standardowym wyjściu, używając setbuf:

setbuf(stdout, NULL);

Nie, to nie jest zachowanie POSIX, to zachowanie ISO (cóż, jest zachowanie POSIX ale tylko o ile są one zgodne z ISO).

Standardowe wyjście jest buforowane liniowo, jeśli można je wykryć w odniesieniu do urządzenia interaktywnego, w przeciwnym razie jest ono w pełni buforowane. Są więc sytuacje, w których printfsię nie spłukuje, nawet jeśli zostanie wysłany nowy wiersz, na przykład:

myprog >myfile.txt

Ma to sens ze względu na wydajność, ponieważ jeśli wchodzisz w interakcję z użytkownikiem, prawdopodobnie chce zobaczyć każdą linię. Jeśli wysyłasz dane wyjściowe do pliku, najprawdopodobniej na drugim końcu nie ma użytkownika (choć nie jest to niemożliwe, może on modyfikować plik). Teraz już mógł twierdzić, że użytkownik chce zobaczyć każdy znak, ale istnieją dwa problemy z tym.

Po pierwsze, nie jest bardzo wydajny. Po drugie, pierwotny mandat ANSI C miał przede wszystkim kodyfikować istniejące zachowanie, a nie wynajdować nowe , a decyzje projektowe zostały podjęte na długo przed rozpoczęciem procesu przez ANSI. Nawet ISO postępuje obecnie bardzo ostrożnie, zmieniając istniejące reguły w normach.

Co do tego, jak sobie z tym poradzić, jeśli fflush (stdout)po każdym wywołaniu wyjściowym, które chcesz natychmiast zobaczyć, rozwiąże to problem.

Alternatywnie możesz użyć setvbufprzed uruchomieniem stdout, aby ustawić go na niebuforowany i nie będziesz musiał się martwić o dodanie wszystkich tych fflushwierszy do swojego kodu:

setvbuf (stdout, NULL, _IONBF, BUFSIZ);

Pamiętaj, że jeśli tak, to może to wpłynąć na wydajność wysyłania danych do pliku. Należy również pamiętać, że wsparcie dla tego jest zdefiniowane w implementacji, nie jest gwarantowane przez standard.

Sekcja ISO C99 7.19.3/3jest odpowiednim bitem:

Gdy strumień nie jest buforowany , postacie powinny pojawić się jak najszybciej ze źródła lub w miejscu docelowym. W przeciwnym razie znaki mogą być gromadzone i przesyłane do lub ze środowiska hosta jako blok.

Gdy strumień jest w pełni buforowany , znaki mają być przesyłane do lub ze środowiska hosta jako blok, gdy bufor jest zapełniony.

Gdy strumień jest buforowany w linii , znaki mają być przesyłane do lub ze środowiska hosta jako blok, gdy napotkany zostanie znak nowej linii.

Ponadto znaki mają być przesyłane jako blok do środowiska hosta, gdy bufor jest zapełniony, gdy żądanie jest przesyłane w niebuforowanym strumieniu lub gdy żądanie jest wprowadzane w strumieniu buforowanym w linii, który wymaga transmisji znaków ze środowiska hosta .

Obsługa tych cech jest zdefiniowana w ramach implementacji i może mieć na nie wpływ funkcje setbufi setvbuf.

Prawdopodobnie jest tak z powodu wydajności i ponieważ jeśli masz wiele programów zapisujących do jednego TTY, w ten sposób nie pojawi się znak w linii z przeplotem. Więc jeśli program A i B generują dane, zwykle otrzymasz:

program A output
program B output
program B output
program A output
program B output

To śmierdzi, ale jest lepsze niż

proprogrgraam m AB  ououtputputt
prproogrgram amB A  ououtputtput
program B output

Pamiętaj, że nie ma nawet gwarancji, że spłukujesz na nowej linii, więc powinieneś spłukać jawnie, jeśli spłukanie ma dla Ciebie znaczenie.

Aby natychmiast opróżnić połączenie fflush(stdout)lub fflush(NULL)( NULLoznacza opróżnić wszystko).

Uwaga: biblioteki wykonawcze Microsoft nie obsługują buforowania linii, więc printf("will print immediately to terminal"):

https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/c-runtime-library/reference/setvbuf

standardowe wyjście jest buforowane, więc zostanie wydrukowane dopiero po wydrukowaniu nowego wiersza.

Aby uzyskać natychmiastowe wyjście:

1. Drukuj do stderr.
2. Spraw, aby standardowe wyjście nie było buforowane.

domyślnie stdout jest buforowany w linii, stderr nie jest buforowany, a plik jest całkowicie buforowany.

Możesz fprintf do stderr, który nie jest buforowany. Lub możesz spłukać standardowe wejście, kiedy chcesz. Lub możesz ustawić stdout na niebuforowany.

Użyj, setbuf(stdout, NULL);aby wyłączyć buforowanie.

Są ogólnie 2 poziomy buforowania

1. Pamięć podręczna bufora jądra (przyspiesza odczyt / zapis)

2. Buforowanie w bibliotece I / O (zmniejsza liczbę wywołań systemowych)

Weźmy przykład fprintf and write().

Kiedy dzwonisz fprintf(), nie łączy się bezpośrednio z plikiem. Najpierw trafia do bufora stdio w pamięci programu. Stamtąd jest zapisywany w buforze bufora jądra za pomocą zapisu systemowego. Tak więc jednym ze sposobów pominięcia bufora we / wy jest użycie write (). Inne sposoby to używanie setbuff(stream,NULL). To ustawia tryb buforowania na brak buforowania, a dane są zapisywane bezpośrednio w buforze jądra. Aby wymusić przeniesienie danych do bufora jądra, możemy użyć „\ n”, który w przypadku domyślnego trybu buforowania „buforowania linii” opróżnia bufor We / Wy. Lub możemy użyć fflush(FILE *stream).

Teraz jesteśmy w buforze jądra. Jądro (/ OS) chce zminimalizować czas dostępu do dysku, a zatem czyta / zapisuje tylko bloki dysku. Kiedy więc read()zostanie wydane a, które jest wywołaniem systemowym i można je wywołać bezpośrednio lub poprzez fscanf(), jądro odczytuje blok dysku z dysku i przechowuje go w buforze. Następnie dane są kopiowane stąd do przestrzeni użytkownika.

Podobnie fprintf()dane otrzymane z bufora we / wy są zapisywane na dysku przez jądro. To sprawia, że ​​read () write () jest szybszy.

Teraz, aby zmusić jądro do zainicjowania a write(), po którym transfer danych jest kontrolowany przez kontrolery sprzętowe, są też pewne sposoby. Możemy używać O_SYNClub podobnych flag podczas pisania połączeń. Lub możemy użyć innych funkcji, takich jak fsync(),fdatasync(),sync()inicjowanie zapisu przez jądro, gdy tylko dane będą dostępne w buforze jądra.