写这篇博客的原因是在考试中遇到一个很 细 的题目。

题目

题目长这样

问最后的运行结果，当然有 fork 存在肯定是多种情况的，当时乍一看这一题，就很自信地写了

xbay ,xaby,xayb

结果却是一个大红叉子，我细数也就四次输出，为什么答案长度为 5？？

我运行一遍之后，发现结果：

纳尼，真的是 5 个，哪来的五个呢。

细细品味一下，原来有个天坑。

分析

首先 Linux 的 C，它的缓冲区默认不初始化的，如果不初始化缓冲区，就会造成每隔一行才打印一次，或者是等到程序 exit 之后才打印。

如果在 Linux 下面有这样的语句

1
2
printf("input");
scanf("%s");

那么你大概率是看不到开头这个 input 的，只有程序结束了才能看到，原因就是调用的 IO 函数它会先把数据存到对应的 FILE 结构体上。

调试

我们启动 gdb 调试一下，断在第一个 putchar 下面，在进去之前我们可以看到，stdout 没有初始化。

然后 putchar 内部调用一个 __overflow 函数

最后进入到 _IO_file_overflow

在里面有一个分配缓冲区的动作，如果是程序自己设置的缓冲区，那么这个缓冲区会被分配到堆上面。

然后我们看看此时的 stdout 的结构

可以看到 _IO_write_ptr 在 _IO_write_base 的 +1 位置，那么这里面应该是存了一个 x，并且直到 putchar 调用结束，都不会输出出来。

也可以在缓冲区上看到这个字符。

这里选择追踪子进程，然后在 fork 结束之后看看结果。

程序在退出之后输出了 xay，很正常，因为仅仅跟踪父进程，确实就是输出这三个字符，但是此时我们可以打开 stdout 的结构体看看，发现缓冲区的数据也被复制了过来没有输出出来。

也就是说等会还会调用一个 putchar 再存到 缓冲区中，最后结束打印出两个字符就得到了正确答案。

可以看到缓冲区中有两个字符，然后我们进入 exit 看一看它会触发什么行为，可以发现 exit 当中，有一个函数为 _IO_cleanup，望文生义就是清理 IO 缓冲区用的嘛，主动调用 exit 或者是 main return 0 的时候都会触发。

最后当然就是调用 _IO_do_write 去打印缓冲区的内容。

因此这个题目其实只有两个情况，因为只有程序结束一瞬间才会打印，并且打印完，要么父进程先，要么子进程先。

这也就衍生出了一个问题，就是 Linux 的 c 程序默认不是实时打印，所以一般情况下我们需要初始化 stdout 的结构体。

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setbuf(stdout,0);

初始化的 stdout 结构体会把缓冲区分配到 glibc 当中，就可以允许我们实时打印了，实时打印之后，答案就如我们所想的一样了。

或者每次输出之后，调用 fflush(stdout) 去刷新缓冲区达到实时打印的效果。

或者是使用 write 去打印，因为 write 函数直接走系统调用输出，不会经过 stdout 结构体，所以这是唯一一个不需要初始化缓冲区可以实时打印的函数。

总结

人有失手，马有失蹄，这个知识点其实以前知道的，但是万万没想到考试能出到这个知识点。

也算记忆更加深刻了吧，以后需要时刻注意。