为什么printf在调用后不刷新，除非格式字符串中有换行符?

为什么printf在调用后不刷新，除非格式字符串中有换行符?这是POSIX行为吗?我如何让printf每次都立即刷新?

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小开

Stdout是缓冲的，因此只在打印换行符后输出。

要获得立即输出，可以:

  1. 打印到标准错误。
  2. 使stdout无缓冲。
小开

要立即刷新，请调用fflush(stdout)或fflush(NULL) (NULL表示刷新所有内容)。

小开

你可以fprintf到stderr，这是无缓冲的。或者您可以在需要时刷新stdout。或者你可以将stdout设置为unbuffered。

小开
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stdout流在默认情况下是行缓冲的，因此只会在它到达换行符后(或当它被告知时)显示缓冲区中的内容。你有几个选项可以立即打印:

  • 打印到stderr而不是使用fprintf (stderr是默认为未缓冲):

    fprintf(stderr, "I will be printed immediately");
  • 当你需要使用fflush时，Flush stdout:

    printf("Buffered, will be flushed");
fflush(stdout); // Will now print everything in the stdout buffer
  • 使用setbuf禁用stdout的缓冲:

    setbuf(stdout, NULL);
  • 或者使用更灵活的setvbuf:

    setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);
小开

这样做可能是为了提高效率，也因为如果有多个程序写入一个TTY，这样就不会让一行上的字符相互交错。所以如果程序A和B输出，你通常会得到:

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

这太糟糕了，但总比

proprogrgraam m AB  ououtputputt
prproogrgram amB A  ououtputtput
program B output

请注意，它甚至不保证在换行上刷新，因此如果刷新对您很重要，则应该显式刷新。

小开

默认情况下，stdout是行缓冲，stderr是无缓冲，文件是完全缓冲。

小开

注意:微软运行时库不支持行缓冲，所以printf("will print immediately to terminal"):

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

小开

不，这不是POSIX行为，而是ISO行为(好吧，它是是 POSIX行为，但仅限于它们符合ISO)。

标准输出是行缓冲的，如果它可以检测到指向交互设备，否则它是完全缓冲的。因此，在某些情况下，printf不会刷新，即使它得到一个换行符发送出去，例如:

myprog >myfile.txt

这对于效率是有意义的，因为如果你与用户交互，他们可能想看到每一行。如果您将输出发送到一个文件，很可能另一端没有用户(尽管也不是不可能，他们可能在跟踪文件)。现在你认为可以用户想要看到每个字符，但这有两个问题。

首先是效率不高。其次，最初的ANSI C要求主要是编纂现有的行为，而不是发明新行为，而且这些设计决策早在ANSI开始这个过程之前就已经做出了。现在，即使是ISO在改变标准中的现有规则时也非常谨慎。

至于如何处理这个问题，如果在您希望立即看到的每个输出调用之后使用fflush (stdout)，就可以解决问题。

或者，你可以在操作stdout之前使用setvbuf，将其设置为unbuffered，你就不必担心将所有这些fflush行添加到你的代码中:

setvbuf (stdout, NULL, _IONBF, BUFSIZ);

请记住，如果您是将输出发送到文件，可能会对性能产生很大影响。还要记住，对此的支持是由实现定义的，而不是由标准保证的。

ISO C99 section 7.19.3/3是相关的位:

当流为无缓冲的时，字符将尽可能快地从源或目的地出现。否则，字符可能被累积起来，并作为一个块传输到主机环境或从主机环境传输出去。

当流为完全缓冲时，当缓冲区被填充时，字符将作为块传输到主机环境或从主机环境传输。

当流为行缓冲时，当遇到换行字符时，字符将作为块传输到主机环境或从主机环境传输。

此外，当缓冲区被填充时，当在未缓冲流上请求输入时，或者当在行缓冲流上请求输入时，需要从主机环境传输字符时，字符将作为块传输到主机环境。

对这些特性的支持是由实现定义的，并且可能会受到setbuf和setvbuf函数的影响。

小开

使用setbuf(stdout, NULL);禁用缓冲。

小开

一般有2级缓冲-

1. 内核缓冲区缓存(使读/写更快)

2. I/O库中的缓冲(减少no。系统调用)

让我们以fprintf and write()为例。

当你调用fprintf()时，它不会直接写入文件。它首先进入程序内存中的stdio缓冲区。从那里，它被写入内核缓冲区缓存使用写入系统调用。因此，跳过I/O缓冲区的一种方法是直接使用write()。其他方法是使用setbuff(stream,NULL)。这将缓冲模式设置为无缓冲，数据直接写入内核缓冲区。 为了强制将数据转移到内核缓冲区，我们可以使用“\n”，在默认的缓冲模式“行缓冲”的情况下，它将刷新I/O缓冲区。 或者我们可以使用fflush(FILE *stream).

现在我们在内核缓冲区中。内核(/OS)希望最小化磁盘访问时间，因此它只读取/写入磁盘块。因此，当发出read()(这是一个系统调用，可以直接或通过fscanf()调用)时，内核从磁盘读取磁盘块并将其存储在缓冲区中。之后，数据从这里复制到用户空间。

类似地，从I/O缓冲区接收到的fprintf()数据由内核写入磁盘。这使得read() write()更快。

现在强制内核启动write()，之后数据传输由硬件控制器控制，也有一些方法。我们可以在写调用期间使用O_SYNC或类似的标志。或者，我们可以使用其他函数，如fsync(),fdatasync(),sync()，让内核在内核缓冲区中有数据时立即启动写操作。


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