c 中的标准输出和标准错误

Question

每次我启动该程序时，消息“This message 2”都会以相对于其他消息的随机顺序显示。

#include <stdio.h>

int main()
{
    fprintf(stdout,"This is message 1\n");
    fprintf(stderr,"This is message 2\n");
    fprintf(stdout,"This is message 3\n");
    return 0;
}

例子：

示例 1

示例 2

为什么会发生这种情况以及如何解决？

Answer 1

示例中没有显示随机性； 两者都首先显示消息 2，这是确定性行为的结果。

根据 C 2018 7.21.3 7，标准错误 stream 未完全缓冲。 这意味着它是无缓冲的（尽快发送打印字符）或行缓冲（打印换行符时或更早发送打印字符）。 由于"This is message 2\n"以换行符结尾，无缓冲模式和行缓冲模式都会尽快发送它。

同样根据 7.21.3 7，标准 output stream 是完全缓冲的，当且仅当它可以确定不引用交互式设备时。 因此，我们有两种可能性：

• stream可以判断为交互设备。 那么它没有完全缓冲，所以它是无缓冲或行缓冲的，并且以换行符结尾的字符串尽快发送。
• 无法确定 stream 是指交互设备。 然后它被完全缓冲，因此字符串被保存在缓冲区中，直到缓冲区已满或请求刷新，这发生在正常程序终止时。

因此，当 output 直接进入交互设备时，程序的总行为是立即发送所有字符串，因此 output 将是：

This is message 1
This is message 2
This is message 3

当 output 不去交互设备时，程序的总行为是立即发送消息 2，消息 1 和 3 保存在缓冲区中直到程序结束，所以 output 是：

This is message 2
This is message 1
This is message 3

这两种情况都是确定性的，而不是随机的。 问题中显示的 output 证明 IDE 正在运行程序，标准 output 以某种方式捕获并间接呈现给用户（如通过 pipe 或重定向到临时文件）而不是直接发送到显示设备.

这可以通过手动插入fflush(stdout)调用来更改，您希望标准 output 立即发送到关联的设备或文件，或者可以通过使标准 output stream 行缓冲来更改：

setvbuf(stdout, 0, _IOLBF, 0); // Must be before stdout is used.

（您也可以使用setvbuf使标准错误 stream 完全缓冲，但这是不可取的。）

如果 IDE 以相同的方式捕获标准 output stream 和标准错误 stream，这将导致消息以 1、2、3 的顺序出现。 但是，IDE 可能会单独捕获流并首先显示标准错误结果，在这种情况下，更改缓冲不会更改显示。