为什么 fflush() 会影响分叉进程的输出？

Question

我正在尝试学习 UNIX 编程，遇到了一个关于 fork() 的问题，我无法解释以下 2 个程序的输出。

我知道fork() 创建了一个与当前正在运行的进程相同的进程，但是它从哪里开始呢？例如，如果我有下面这两个程序，输出会是什么，它是如何工作的？

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main (int argc, char **argv)
{
    int retval;
    printf ("This is most definitely the parent process\n");
    // now here fork will create a child process 
    // i need to know from which line child process starts execution 

    retval = fork ();
    printf ("Which process printed this?\n");

    return (0);
}

上面的程序和下面的程序有什么区别 关于子进程执行：

#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main (int argc, char **argv)
{
    int retval;
    printf ("This is most definitely the parent process\n");

    fflush (stdout);
    // how does fflush change the output of above program and why ?
    // even though no string operations are being used
    retval = fork ();
    printf ("Which process printed this?\n");

    return (0);
 }

我认为他们都应该打印：

This is most definitely the parent process 
Which process printed this? 
Which process printed this? 

但第一个是打印：

This is most definitely the parent process 
Which process printed this? 
This is most definitely the parent process 
Which process printed this? 

Answer 1

执行将在 fork 调用时（或之后）继续。您可以使用返回值来检查您是父进程还是子进程：

返回值
成功时在父进程中返回子进程的PID，返回0 在孩子。失败时，在父进程中返回-1，不创建子进程， 并且 errno 设置得当。

（来源：man fork）

例如，如果您有以下程序：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
    printf("Foo.\n");
    int retval = fork();
    printf("Bar from %s (%d).\n", (retval == 0) ? "child" : "parent", retval);
    return 0;
}

输出会是这样的：

Foo.
Bar from parent (18464).
Bar from child (0).

...假设输出是行缓冲的。

Answer 2

我知道 fork() 创建了与当前相同的进程 正在运行的进程，但它从哪里开始？

如果fork(2) 成功（即不返回-1），它将从调用fork(2) 的行开始。 fork(2)返回两次：子进程返回0，父进程返回正数C，其中C是新生子进程ID。

您看到 这肯定是父进程两次的原因与 stdio 的缓冲有关。用户空间缓冲区中的 Stdio 缓冲区输出仅在某些条件发生时才被刷新（例如，缓冲区已满）。缓冲模式决定了何时以及如何刷新缓冲区。

通常，如果输出被写入交互设备，例如终端（或伪终端），stdio 是line-buffered，这意味着当找到换行符或@时刷新缓冲区987654327@ 被调用。

OTOH，如果输出被重定向到文件或其他非交互设备（例如，输出被重定向到管道），stdio 是完全缓冲的，这意味着只刷新缓冲区当它们变满或调用 fflush(3) 时。

因此，如果没有fflush(3)，在终端设备中执行代码将打印：

This is most definitely the parent process
Which process printed this?
Which process printed this?

这是预期的。然而，如果你通过cat(1) 传递它，你会看到这个（或其他一些变体，取决于执行顺序）：

This is most definitely the parent process
Which process printed this?
This is most definitely the parent process
Which process printed this?

这是因为输出在重定向到管道时是完全缓冲的。字符串This is most definitely the parent process 不足以填充和刷新缓冲区，因此当父级分叉时，子级（获取父级内存空间的副本）将获得输出缓冲区的副本，其中已经包含字符串@ 987654334@。所以这两个进程最终都会打印该字符串。

如果你总是在 fork 之前调用fflush(3)，这不会发生，因为当父内存空间复制到子时缓冲区是空的。

Answer 3

当调用fork() 时，有三种可能的返回条件。

请阅读 fork() 的手册页

三个返回条件是

-1 -- the fork() failed
 0 -- the child is executing
some positive number -- the pid of the child, the parent is executing

代码需要是这样的：

pid_t pid;

pid = fork();
if ( 0 > pid ) 
{ // then handle error
}
else if ( 0 == pid )
{ // then child executing
}
else // if ( 0 < pid )
{ // then parent executing
}