为什么带有fork（）的程序有时会多次输出其输出？

在程序1中Hello world仅被打印一次，但是当我删除 \n并运行它（程序2）时，输出被打印8次。有人可以给我解释一下\n这里的意义以及它如何影响fork()吗？

程序1

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

int main()
{
    printf("hello world...\n");
    fork();
    fork();
    fork();
}

输出1：

hello world... 

程序2

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

int main()
{
    printf("hello world...");
    fork();
    fork();
    fork();
}

输出2：

hello world... hello world...hello world...hello world...hello world...hello world...hello world...hello world...

使用C库的printf()函数输出到标准输出时，通常会缓冲输出。在输出换行符，调用fflush(stdout)或退出程序之前，不会刷新缓冲区（_exit()尽管不能通过调用）。当标准输出流连接到TTY时，默认情况下以这种方式进行行缓冲。

当您在“程序2”中派生该进程时，子进程将继承父进程的每个部分，包括未刷新的输出缓冲区。这有效地将未刷新的缓冲区复制到每个子进程。

当进程终止时，将刷新缓冲区。您总共启动了八个进程（包括原始进程），并且未刷新的缓冲区将在每个单个进程终止时刷新。

之所以是八，是因为每一次fork()您获得的处理数量是之前的两倍fork()（因为它们是无条件的），并且您拥有三个（2 ³ = 8）。

它不会以任何方式影响前叉。

在第一种情况下，您最终要完成8个进程而无需编写任何内容，因为输出缓冲区已被清空（由于\n）。

在第二种情况下，您仍然有8个进程，每个进程都有一个包含“ Hello world ...”的缓冲区，并且该缓冲区是在进程末尾写入的。

@Kusalananda解释了为什么重复输出的原因。如果您好奇为什么输出要重复8次而不是4次（基本程序+ 3个fork）：

int main()
{
    printf("hello world...");
    fork(); // here it creates a copy of itself --> 2 instances
    fork(); // each of the 2 instances creates another copy of itself --> 4 instances
    fork(); // each of the 4 instances creates another copy of itself --> 8 instances
}

此处的重要背景是标准stdout要求将行缓冲设置为默认设置。

这将导致\n刷新输出。

由于第二个示例不包含换行符，因此不会刷新输出，并且在fork()复制整个过程时，它还会复制stdout缓冲区的状态。

现在，fork()您的示例中的这些调用总共创建了8个进程-所有这些都带有stdout缓冲区状态的副本。

根据定义，所有这些进程exit()在从所有活动的stdio流中返回时都会调用，然后main()再exit()调用。这包括，因此，您看到八次相同的内容。fflush()fclose()stdout

优良作法是在调用之前fflush()对所有具有挂起输出的流进行调用，fork()或者显式地让派生的子调用_exit()仅退出进程而不刷新stdio流。

请注意，调用exec()不会刷新stdio缓冲区，因此如果您（在调用之后fork()）调用exec()和（如果失败）调用，则可以不在意stdio缓冲区_exit()。

顺便说一句：要了解错误的缓冲可能会导致，这是Linux中的一个先前错误，最近已修复：

该标准stderr默认情况下需要取消缓冲，但是stderr如果通过管道重定向stderr ，Linux会忽略此设置，并进行行缓冲和（甚至更糟）完全缓冲。因此，为UNIX编写的程序在Linux上输出没有换行符的内容太晚了。

请参阅下面的评论，现在似乎已修复。

这是为了解决此Linux问题而要做的事情：

    /* 
     * Linux comes with a broken libc that makes "stderr" buffered even 
     * though POSIX requires "stderr" to be never "fully buffered". 
     * As a result, we would get garbled output once our fork()d child 
     * calls exit(). We work around the Linux bug by calling fflush() 
     * before fork()ing. 
     */ 
    fflush(stderr); 

这段代码不会对其他平台造成伤害，因为调用fflush()刚刚刷新的流是noop。