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Goktug
Asked: 2018-05-27 01:54:48 +0800 CST

父子进程使用的文件

  • 772
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>


int main( int argc, char *argv[] ){


    FILE *fptr;
    pid_t pid;

    fptr = fopen("Shared File.txt", "a");
    pid = fork();

    if( pid > 0 ){ // parent process

        int counter = 0;

        while( counter < 10 ){
            fprintf(fptr, "a");
            ++counter;
        }
        wait(NULL);
    }
    else{

        int counter = 0;

        while( counter < 5 ){
            fprintf(fptr, "b");
            ++counter;
        }
    }

    return 0;
}

当我执行此代码时，代码生成的文件包含以下消息：bbbbbaaaaaaaaa

每当我执行此代码时，我都会收到相同的消息。为什么进程不按洗牌顺序写入文件？

为什么操作系统首先尝试完成子进程？

我对消息的期望是这样的： baabbaaabaaabaa 进程之间没有连续的过渡。

process shared-file

4 个回答

  1. Best Answer

    父子进程之间的调度已经（至少）在When child processes are executed and How does fork system call really works中讨论过。

    但在这种情况下，还有缓冲的问题stdio。您正在使用fprintf()写入常规文件。默认情况下，stdio缓冲输出到常规文件，直到写入足够的数据，以节省系统调用开销。在 x86 Linux 上，它通常似乎写入 4096 字节块，但您不能指望这一点，除非您手动设置缓冲（请参阅setbuf()和朋友）。

    您可以使用strace显示程序进行的系统调用的命令来查看这一点。

    因此，虽然您无法预测哪个进程首先运行，但在这种情况下，您可以预测as 是连续写入的，bs 也是如此。你只能得到bbbbbaaaaaaaaaaor aaaaaaaaaabbbbb，你得到哪一个几乎取决于机会。

    • 6

  2. 我基本上同意@ikkachu，除了

    你得到哪一个bbbbbaaaaaaaaaa或者aaaaaaaaaabbbbb是可以预测的。由于 ，操作系统等待子进程完成，wait(NULL)然后父进程退出。由于缓冲区在退出时被刷新，孩子首先开始写入。

    但是，不要依赖可预测的缓冲区。需要时使用显式刷新。

    • 2

  3. 用户 ilkkachu 很好地解释了缓冲如何影响输出。我的回答描述了如果您消除缓冲会发生什么，例如通过将fprintf调用替换为对write. 在这种情况下，您将得到严格交替a的 s 和bs。这是因为调用 会write导致重新调度：写入一个进程阻塞，轮到另一个进程，等等。

    让我们想象一下如果 write 调用不会阻塞会发生什么。然后我们将不得不考虑时间尺度：您将获得更长的as 和bs 运行时间，而不仅仅是一次或两次，因为现代处理器每秒能够执行数十亿条指令，但调度频率通常在 100 Hz 之间和 1000 赫兹。一个进程在被抢占之前最多可以执行数千万条指令，而另一个进程被调度运行。即使考虑到系统调用开销，这也会给进程时间来打印非常长的连续as 或bs 字符串。

    • 1

  4. ikkachu 和 Johan 很好地解释了为什么你观察到你所做的行为，所以我稍微重写了你的程序，以便每个进程刷新流并休眠一秒钟（因此每个线程每次都有机会以不同的方式交错），以便您更清楚地看到交错效果。

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

int main(void) {
  FILE *fptr = stdout;
  pid_t pid;
  int counter = 0;

  pid = fork();

  if(pid > 0) { // parent process
    while(counter++ < 10) {
      fprintf(fptr, "aa");
      fflush(fptr);
      sleep(1);
    }
    wait(NULL);
    puts("");
  } else {
    while(counter++ < 5) {
      fprintf(fptr, "bbbb");
      fflush(fptr);
      sleep(1);
    }
  }
}

    如果你多次运行它，你会偶尔得到不同的结果：

    ~ $ ./thread
aabbbbaabbbbaabbbbaabbbbaabbbbaaaaaaaaaa
~ $ ./thread
aabbbbaabbbbaabbbbaabbbbaabbbbaaaaaaaaaa
~ $ ./thread
aabbbbaabbbbaabbbbaabbbbbbbbaaaaaaaaaaaa
~ $ ./thread
aabbbbaabbbbaabbbbaabbbbaabbbbaaaaaaaaaa
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