为什么程序输出重定向会导致其子进程的输出出现故障？

Question

在我的C程序中，在Linux上运行，它使用system()创建子进程，我注意到当我将stdout重定向到管道或文件时，子进程的输出在缓冲区输出之前发送I/O功能，如printf()。当stdout被留下去终端，然后输出按预期的顺序。我简化了程序，以下面的例子：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 

int main(void) 
{ 
    printf("1. output from printf()\n"); 
    system("echo '2. output from a command called using system()'"); 

    return EXIT_SUCCESS; 
} 

当标准输出前进到终端的预期输出：

$ ./iobuffer 
1. output from printf() 
2. output from a command called using system() 

输出失灵时标准输出被重定向到一个管道或文件：

$ ./iobuffer | cat 
2. output from a command called using system() 
1. output from printf() 

Answer 1

终端通常使用线路缓冲，而管道将使用块缓冲。

这意味着您的printf调用（包含换行符）将填充行缓冲区，从而触发刷新。重定向时，程序完成前不会进行刷新。

echo另一方面，当它正在写入的缓冲区时，它总是写入到它完成。

随着线缓冲（端子输出），则顺序为：

• printf()打印带有换行的线，缓冲器被刷新，可以看到被印刷1. output from printf()。
• echo写输出，退出，刷新缓冲区，你看到2. output from a command called using system()打印。

随着块缓冲，顺序为：

• printf()打印带有换行的线，不完全填充所述缓冲器。
• echo写输出，退出，刷新缓冲区，你看到2. output from a command called using system()打印。
• 程序退出，刷新其块缓冲区，您将看到正在打印的1. output from printf()。

您的选项是用来刷新明确使用fflush()或与setvbuf()明确设置缓冲上stdout。

Answer 2

此回复是对Martijn Pieters的回复的补充。描述流的默认缓冲模式的源的引用最后。

解决方案

这里有与解释三种基本方案：

一）调用子进程前刷新缓冲区。当你从主程序中输出大量的输出并且只有很少的子进程调用时，这个选项可能会更加有效。

printf("1. output from printf()\n"); 
fflush(stdout); 
system("echo '2. output from a command called using system()'"); 

b）中变化缓冲标准输出排队缓冲（或无缓冲），用于整个节目。此选项只是对程序的一个小改动，因为您只在开始时调用sevbuf()，并且程序的其余部分保持不变。

if(setvbuf(stdin, NULL, _IOLBF, BUFSIZ)) 
    err(EXIT_FAILURE, NULL); 
printf("1. output from printf()\n"); 
system("echo '2. output from a command called using system()'"); 

编辑：
c）中变化缓冲标准输出由外部工具来LINE-缓冲（或无缓冲），用于整个节目。这个选项根本不会改变程序，所以你不需要重新编译，甚至不需要程序的源代码。您只需使用stdbuf实用程序调用该程序。

$ stdbuf -oL ./iobuffer | cat 
1. output from printf() 
2. output from a command called using system() 

参考 - 描述为什么缓冲模式改变

的初始缓冲设置在下面的文献中描述的。流到终端等交互设备的流默认是行缓冲的，这样新行结束的消息立即出现在终端上。管道，文件等使用块缓冲（或全缓冲）以获得更好的性能。

GNU C库参考手册
http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Buffering-Concepts.html#Buffering-Concepts

新打开的流通常是完全缓冲，但有一个例外： 连接到交互设备，诸如终端流是 最初行缓冲。

Linux的人的页面：标准输入（3）
http://linux.die.net/man/3/stdin

流标准错误是无缓冲。流标准输出在指向终端时是行缓冲的 。直到 fflush（3）或exit（3）被调用，或者打印换行符时，部分行才会出现。这可能会产生意想不到的结果，尤其是在调试输出时。标准流（或任何其他流）的缓冲模式可以是 ，使用setbuf（3）或setvbuf（3）调用进行更改。

还提到了终端驱动程序的缓冲区。

ISO/IEC 9899：201x C11委员会草案 - 2011年4月12日; 7.21.3文件，第301 ​​
http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1570.pdf

由于刚打开，标准错误流尚未完全缓冲; 如果 和只有当流可以确定不参考 交互式设备时，标准输入和标准输出流完全缓冲。

The Open Group：System Interfaces and Headers Issue 4，Version 2; 2.4标准I/O流中，第32页
https://www2.opengroup.org/ogsys/catalog/C435（需要下载免费注册）

在打开时，标准 错误流不完全缓冲;标准输入和标准 输出流完全缓冲当且仅当流可以是 确定不是指交互式设备。

还有一个非常有趣的章节2.4.1“文件描述符和标准I/O流的互动”关于缓冲和无缓冲I/O这在一定程度涉及到子进程调用的结合。