¿Por qué printf no se vacía después de la llamada a menos que haya una nueva línea en la cadena de formato?

¿Por qué no printfse descarga después de la llamada a menos que haya una nueva línea en la cadena de formato? ¿Es este comportamiento POSIX? ¿Cómo podría tener printfuna descarga inmediata cada vez?

los stdout secuencia está almacenada en línea de forma predeterminada, por lo que solo mostrará lo que está en el búfer después de que llegue a una nueva línea (o cuando se le indique). Tiene algunas opciones para imprimir de inmediato:

Imprimir en su stderrlugar utilizando fprintf(no stderrestá protegido de forma predeterminada ):

fprintf(stderr, "I will be printed immediately");

Vaciar stdout siempre que lo necesite para usar fflush:

printf("Buffered, will be flushed");
fflush(stdout); // Will now print everything in the stdout buffer

Editar : a partir del comentario de Andy Ross a continuación, también puede deshabilitar el almacenamiento en búfer en stdout usando setbuf:

setbuf(stdout, NULL);

o su versión segura setvbufcomo se explica aquí

setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0); 

No, no es un comportamiento POSIX, es un comportamiento ISO (bueno, es un comportamiento POSIX pero solo en la medida en que se ajustan a ISO).

La salida estándar se almacena en línea si se puede detectar para referirse a un dispositivo interactivo, de lo contrario, está completamente protegida. Por lo tanto, hay situaciones en las printfque no se vaciará, incluso si recibe una nueva línea para enviar, como:

myprog >myfile.txt

Esto tiene sentido para la eficiencia ya que, si está interactuando con un usuario, probablemente quiera ver cada línea. Si está enviando la salida a un archivo, lo más probable es que no haya un usuario en el otro extremo (aunque no es imposible, podrían estar siguiendo el archivo). Ahora podrías argumentar que el usuario quiere ver cada personaje, pero hay dos problemas con eso.

El primero es que no es muy eficiente. El segundo es que el mandato original de ANSI C era codificar principalmente el comportamiento existente , en lugar de inventar un nuevo comportamiento, y esas decisiones de diseño se tomaron mucho antes de que ANSI comenzara el proceso. Incluso ISO hoy en día pisa con mucho cuidado al cambiar las reglas existentes en los estándares.

En cuanto a cómo lidiar con eso, si fflush (stdout)después de cada llamada de salida que desea ver de inmediato, eso resolverá el problema.

Alternativamente, puede usarlo setvbufantes de operar stdout, para configurarlo como sin búfer y no tendrá que preocuparse por agregar todas esas fflushlíneas a su código:

setvbuf (stdout, NULL, _IONBF, BUFSIZ);

Solo tenga en cuenta que puede afectar bastante el rendimiento si está enviando la salida a un archivo. También tenga en cuenta que el soporte para esto está definido por la implementación, no garantizado por el estándar.

La sección ISO C99 7.19.3/3es el bit relevante:

Cuando una secuencia no tiene búfer , los caracteres deben aparecer desde el origen o en el destino lo antes posible. De lo contrario, los caracteres pueden acumularse y transmitirse hacia o desde el entorno host como un bloque.

Cuando una secuencia está completamente almacenada en búfer , los caracteres están destinados a ser transmitidos hacia o desde el entorno host como un bloque cuando se llena un búfer.

Cuando una secuencia tiene un buffer de línea , los caracteres están destinados a ser transmitidos hacia o desde el entorno host como un bloque cuando se encuentra un carácter de nueva línea.

Además, los caracteres están destinados a ser transmitidos como un bloque al entorno del host cuando se llena un búfer, cuando se solicita la entrada en un flujo sin búfer, o cuando se solicita la entrada en un flujo con búfer de línea que requiere la transmisión de caracteres desde el entorno del host .

El soporte para estas características está definido por la implementación y puede verse afectado a través de las funciones setbufy setvbuf.

Probablemente sea así debido a la eficiencia y porque si tiene múltiples programas escribiendo en un solo TTY, de esta manera no obtendrá caracteres entrelazados en una línea. Entonces, si los programas A y B están generando, generalmente obtendrá:

program A output
program B output
program B output
program A output
program B output

Esto apesta, pero es mejor que

proprogrgraam m AB  ououtputputt
prproogrgram amB A  ououtputtput
program B output

Tenga en cuenta que ni siquiera se garantiza que se vacíe en una nueva línea, por lo que debe hacerlo explícitamente si el lavado le importa.

Para enjuagar inmediatamente la llamada fflush(stdout)o fflush(NULL)( NULLsignifica enjuagar todo).

Nota: las bibliotecas de tiempo de ejecución de Microsoft no admiten el almacenamiento en búfer de línea, por lo tanto printf("will print immediately to terminal"):

https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/c-runtime-library/reference/setvbuf

stdout se almacena en búfer, por lo que solo se generará una vez que se imprima una nueva línea.

Para obtener resultados inmediatos, ya sea:

1. Imprimir en stderr.
2. Hacer stdout sin búfer.

de manera predeterminada, stdout tiene buffer de línea, stderr no tiene buffer y el archivo está completamente protegido.

Puede fprintf a stderr, que no tiene búfer, en su lugar. O puede descargar stdout cuando lo desee. O puede establecer stdout como sin búfer.

Se usa setbuf(stdout, NULL);para deshabilitar el almacenamiento en búfer.

Generalmente hay 2 niveles de almacenamiento en búfer.

1. Caché de memoria intermedia del núcleo (hace que la lectura / escritura sea más rápida)

2. Almacenamiento en búfer en la biblioteca de E / S (reduce el número de llamadas al sistema)

Tomemos ejemplo de fprintf and write().

Cuando llamas fprintf(), no aparece directamente en el archivo. Primero va al búfer stdio en la memoria del programa. A partir de ahí, se escribe en la memoria caché del búfer del kernel utilizando la llamada al sistema de escritura. Entonces, una forma de omitir el búfer de E / S es directamente mediante write (). Otras formas son mediante el uso setbuff(stream,NULL). Esto establece el modo de almacenamiento en búfer en ningún almacenamiento en búfer y los datos se escriben directamente en el búfer del núcleo. Para hacer que los datos se transfieran a la fuerza al búfer del núcleo, podemos usar "\ n", que en el caso del modo de búfer predeterminado de 'búfer de línea', vaciará el búfer de E / S. O podemos usar fflush(FILE *stream).

Ahora estamos en el buffer del núcleo. Kernel (/ OS) quiere minimizar el tiempo de acceso al disco y, por lo tanto, solo lee / escribe bloques de disco. Entonces, cuando read()se emite un, que es una llamada al sistema y se puede invocar directamente o mediante fscanf(), el núcleo lee el bloque de disco del disco y lo almacena en un búfer. Después de eso, los datos se copian desde aquí al espacio de usuario.

Del mismo modo, fprintf()el núcleo escribe los datos recibidos del búfer de E / S en el disco. Esto hace que read () write () sea más rápido.

Ahora, para forzar al núcleo a iniciar un write(), después de lo cual la transferencia de datos es controlada por los controladores de hardware, también hay algunas formas. Podemos usar O_SYNCbanderas o similares durante las llamadas de escritura. O podríamos usar otras funciones como fsync(),fdatasync(),sync()hacer que el núcleo inicie escrituras tan pronto como los datos estén disponibles en el búfer del núcleo.