什么种族导致输出看起来不同？

Question

我在去年的期中考试中被问到这个问题。

考虑以下程序。

 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 int main (void) {
  int pid = getpid ();
  printf ("hello world (pid:%d)\n", pid);
  int rc = fork();
  if (rc < 0) {
   fprintf (stderr, "fork failed\n");
   retrun 1;
  }
  pid = getpid();
  if (rc == 0) {
   printf ("hello, I am child (pid:%d)\n", pid);
  } else {
   printf("hello, I am parent of %d (pid:%d)\n", rc, pid);
  } 
  return 0;
 }

并考虑一下我在编译和运行此程序时遇到的以下行为：

$ gcc -02 -Wall question.c
$ ./a.out # First program run
hello world (pid:20600)
hello, I am parent of 20601 (pid:20600)
hello, I am child (pid:20601)
$ ./a.out | cat # Second program run
hello world (pid:20605)
hello, I am parent of 20607 (pid:20605)
hello world (pid:20605)
hello, I am child (pid:20607)

a) 什么比赛会导致输出看起来与第一次或第二次运行有很大不同，这个输出会是什么样子？

b) 解释两个程序运行的输出中的每个不同之处。

对于 (a) 部分，我认为子进程和父进程之间存在竞争，并且子进程可以在父进程之前打印，但显然这是错误的。是否有任何其他种族会导致输出不同？为什么我的回答错了？

对于 (b) 部分，我在很多事情上都感到不安。首先是我看到两次运行的 PID 都不同，但我对此没有很好的解释。其次，第二次运行中额外的 hello world 是因为程序使用管道和 cat 命令运行的方式？

Answer 1

问题是您将输出通过管道传输到cat。

默认情况下，当stdout 连接到终端或控制台时，stdout 是行缓冲，这意味着内部缓冲区在换行符处刷新（或者当缓冲区已满时，或者当fflush 被调用时）。

但是当stdout没有连接到终端或控制台时，就像它连接到管道时，它变成完全缓冲。这意味着只有在缓冲区满或调用fflush 时才会刷新它。打印换行符并没有什么特别的作用，换行符只是添加到缓冲区中。

现在因为stdout 已完全缓冲，带有第一个printf 调用内容的缓冲区将作为fork 调用的一部分复制到子进程，并在子进程退出时被刷新。