Warum wird printf nach dem Aufruf nicht geleert, es sei denn, eine neue Zeile befindet sich in der Formatzeichenfolge?

Warum wird printfnach dem Aufruf nicht geleert, es sei denn, eine neue Zeile befindet sich in der Formatzeichenfolge? Ist das POSIX-Verhalten? Wie könnte ich printfjedes Mal sofort spülen?

Der stdoutStream ist standardmäßig zeilengepuffert und zeigt daher erst an, was sich im Puffer befindet, nachdem er eine neue Zeile erreicht hat (oder wenn er dazu aufgefordert wird). Sie haben einige Optionen zum sofortigen Drucken:

Drucken Sie stderrstattdessen mit fprintf( stderrist standardmäßig ungepuffert ):

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

Spülen Sie stdout, wann immer Sie es benötigen fflush:

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

Bearbeiten : Aus Andy Ross 'Kommentar unten können Sie die Pufferung auf stdout auch deaktivieren, indem Sie Folgendes verwenden setbuf:

setbuf(stdout, NULL);

oder seine sichere Version setvbufwie hier erklärt

setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0); 

Nein, es ist kein POSIX-Verhalten, es ist ISO-Verhalten (nun, es ist POSIX-Verhalten, aber nur insoweit, als sie ISO-konform sind).

Die Standardausgabe ist zeilengepuffert, wenn erkannt werden kann, dass sie sich auf ein interaktives Gerät bezieht, andernfalls ist sie vollständig gepuffert. Es gibt also Situationen, in denen printfnicht gespült wird, selbst wenn eine neue Zeile gesendet werden muss, z.

myprog >myfile.txt

Dies ist aus Effizienzgründen sinnvoll, da bei der Interaktion mit einem Benutzer wahrscheinlich jede Zeile angezeigt werden soll. Wenn Sie die Ausgabe an eine Datei senden, befindet sich höchstwahrscheinlich kein Benutzer am anderen Ende (obwohl dies nicht unmöglich ist, könnte er die Datei verfolgen). Jetzt Sie könnten argumentieren, dass der Benutzer jeden Charakter sehen möchte, aber es gibt zwei Probleme damit.

Das erste ist, dass es nicht sehr effizient ist. Das zweite ist, dass das ursprüngliche ANSI C-Mandat darin bestand, in erster Linie vorhandenes Verhalten zu kodifizieren , anstatt neues Verhalten zu erfinden , und diese Entwurfsentscheidungen wurden lange vor Beginn des Prozesses durch ANSI getroffen. Selbst ISO geht heutzutage sehr vorsichtig vor, wenn bestehende Regeln in den Standards geändert werden.

Wie Sie damit umgehen sollen, wenn Sie fflush (stdout) nach jedem Ausgabeaufruf, den Sie sofort sehen möchten, , wird das Problem gelöst.

Alternativ können Sie verwenden , setvbufvor dem Betrieb auf stdout, um es zu ungepufferten zu setzen und Sie werden nicht über das Hinzufügen all diese Sorgen haben fflushLinien , um Ihren Code:

setvbuf (stdout, NULL, _IONBF, BUFSIZ);

Denken Sie daran , dass ziemlich viel Einfluss auf die Leistung, wenn Sie sind die Ausgabe in eine Datei zu senden. Beachten Sie auch, dass die Unterstützung dafür implementierungsdefiniert ist und nicht durch den Standard garantiert wird.

Der Abschnitt ISO C99 7.19.3/3ist das relevante Bit:

Wenn ein Stream ungepuffert ist , sollen Zeichen so schnell wie möglich von der Quelle oder vom Ziel angezeigt werden. Andernfalls können Zeichen akkumuliert und als Block zur oder von der Hostumgebung übertragen werden.

Wenn ein Stream vollständig gepuffert ist , sollen Zeichen als Block zur oder von der Host-Umgebung übertragen werden, wenn ein Puffer gefüllt ist.

Wenn ein Stream zeilengepuffert ist , sollen Zeichen als Block zur oder von der Host-Umgebung übertragen werden, wenn ein neues Zeilenzeichen auftritt.

Darüber hinaus sollen Zeichen als Block an die Hostumgebung übertragen werden, wenn ein Puffer gefüllt ist, wenn eine Eingabe in einem ungepufferten Stream angefordert wird oder wenn eine Eingabe in einem zeilengepufferten Stream angefordert wird, der die Übertragung von Zeichen aus der Hostumgebung erfordert .

Die Unterstützung für diese Merkmale ist implementierungsdefiniert und kann über die Funktionen setbufund beeinflusst setvbufwerden.

Das liegt wahrscheinlich an der Effizienz und daran, dass bei mehreren Programmen, die in ein einzelnes TTY schreiben, auf diese Weise keine Zeichen in einer Interlaced-Zeile angezeigt werden. Wenn also Programm A und B ausgegeben werden, erhalten Sie normalerweise:

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

Das stinkt, aber es ist besser als

proprogrgraam m AB  ououtputputt
prproogrgram amB A  ououtputtput
program B output

Beachten Sie, dass das Spülen in einer neuen Zeile nicht einmal garantiert ist. Sie sollten daher explizit spülen, wenn das Spülen für Sie von Bedeutung ist.

Anruf sofort spülen fflush(stdout)oder fflush(NULL)( NULLbedeutet alles spülen).

Hinweis: Microsoft - Laufzeitbibliotheken unterstützen keine Zeile Pufferung, so printf("will print immediately to terminal"):

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

stdout ist gepuffert und wird daher erst ausgegeben, nachdem eine neue Zeile gedruckt wurde.

So erhalten Sie entweder:

1. Drucken auf stderr.
2. Machen Sie stdout ungepuffert.

Standardmäßig ist stdout zeilengepuffert, stderr ist nicht gepuffert und die Datei ist vollständig gepuffert.

Sie können stattdessen fprintf to stderr verwenden, das ungepuffert ist. Oder Sie können stdout spülen, wenn Sie möchten. Oder Sie können stdout auf ungepuffert setzen.

Verwenden Sie setbuf(stdout, NULL);diese Option, um die Pufferung zu deaktivieren.

Es gibt im Allgemeinen 2 Pufferstufen.

1. Kernel Buffer Cache (beschleunigt das Lesen / Schreiben)

2. Pufferung in der E / A-Bibliothek (reduziert die Anzahl der Systemaufrufe)

Nehmen wir ein Beispiel von fprintf and write().

Wenn Sie anrufen fprintf(), wird nicht direkt mit der Datei verbunden. Es geht zuerst in den Standardpuffer im Speicher des Programms. Von dort wird es mithilfe eines Schreibsystemaufrufs in den Kernel-Puffer-Cache geschrieben. Eine Möglichkeit, den E / A-Puffer zu überspringen, ist die direkte Verwendung von write (). Andere Möglichkeiten sind die Verwendung setbuff(stream,NULL). Dies setzt den Puffermodus auf keine Pufferung und Daten werden direkt in den Kernelpuffer geschrieben. Um die Daten zwangsweise in den Kernel-Puffer zu verschieben, können wir "\ n" verwenden, wodurch im Fall des Standardpuffermodus "Zeilenpufferung" der E / A-Puffer geleert wird. Oder wir können verwendenfflush(FILE *stream) .

Jetzt sind wir im Kernel-Puffer. Der Kernel (/ OS) möchte die Zugriffszeit auf die Festplatte minimieren und liest / schreibt daher nur Festplattenblöcke. Wenn also a read()ausgegeben wird, was ein Systemaufruf ist und direkt oder über aufgerufen werden kann fscanf(), liest der Kernel den Plattenblock von der Platte und speichert ihn in einem Puffer. Danach werden die Daten von hier in den Benutzerbereich kopiert.

In ähnlicher Weise werden die fprintf()aus dem E / A-Puffer empfangenen Daten vom Kernel auf die Festplatte geschrieben. Dies beschleunigt read () write ().

Um den Kernel nun zu zwingen, a zu initiieren write(), wonach die Datenübertragung von Hardware-Controllern gesteuert wird, gibt es auch einige Möglichkeiten. Wir können O_SYNCoder ähnliche Flags während Schreibaufrufen verwenden. Oder wir könnten andere Funktionen verwenden fsync(),fdatasync(),sync(), um den Kernel dazu zu bringen, Schreibvorgänge zu initiieren, sobald Daten im Kernelpuffer verfügbar sind.