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linux的 “行缓冲”机制

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gaosmile 发布时间:2021-3-1 15:21
1. 前言
“我的人品有这么差吗!半个小时Linux都没调度我的线程!”。
前些日子同事抱怨,“linux是多线程系统,每个线程都有一个时间片,为什么我的程序似乎一直没被调度”,随即给我演示执行过程。大致归纳成下面的代码逻辑。
程序启动后仅仅输出一行“run”,然后就没有然后了,喝着咖啡、嗑着瓜子、带薪摸鱼,屏幕上干干净净。理想状态下每10秒执行任务完毕后输出“do”。
分析代码逻辑可知 “推断” 代码是否被运行的依据是屏幕上输出 “do” ,”而这真的科学吗?答案是否定的,linux有着雨露均沾的调度系统,很难做到半小时没被调度。问题就出在linux的 “行缓冲”机制

  1. 3 j/ \* z2 x* k1 ^( d9 j
  2. void main()
    ( Y4 K: H5 p/ Q0 z$ u) g- s
  3. {
    & U. f+ I% G# \: a
  4.     printf("run\n");
    7 M2 o7 D, @$ ]& P- @. G- m+ |
  5.     while(1) {
    ; {: g* h# Y1 ?! z7 o% q
  6.         sleep(10);9 `7 `2 U( [& Q4 U
  7.         do_thing();
    3 Z3 S' ?. F& o% e
  8.         printf("do");' a; Y1 `1 ~! t6 j- H0 x* J
  9.     }
    ( p5 R* m( N8 j# E: l
  10. }
复制代码
5 v0 \+ u/ k* @2 b& i: @

/ ~5 A* ?  {5 [" J, b, L
2. 行缓冲
' z; l# {( B' o& X1 g  k/ c+ g
上文的printf输出目标设备由STDOUT指定,STDOUT可能指向115200波特率的串口设备,也可能指向本地图形设备,相对于CPU而言他们的速度要慢上几个数量级。都是为了提高机器或者程序的性能、提高CPU利用率。协调高速设备和低速设备之间速度的不匹配,操作系统默认在标准I/O上采用行缓冲机制,printf的内容首先存储在内存,当缓冲填满或检测到换行符’’时则输出到目标设备
Linux上这个行缓冲默认是1024Byte,每10s输出do占用2Byte,为了等待缓冲填满需要等待81min。
知道原理后解决方法就简单了。
方法1:fflush强制刷新标准输出stdout

  1. # J- J. w) A4 g9 O
  2. #include , M) M# k  k7 M4 ^, X. |
  3. void main()8 t2 F: h* j% s) w) v) R
  4. {
    4 c& y+ l2 m7 `. d0 [0 [1 F5 ~& p
  5.     printf("run\n");
    * T9 U* F2 Z3 i
  6.     while(1) {
    7 r" D6 Y3 D% D
  7.         sleep(10);
    " [- k$ e2 l" D- z+ o2 T8 x' J
  8.         do_thing();4 r! m- A; y. K" W! t/ L8 ^
  9.         fflush(stdout);4 e) w) [: F, B, g7 K
  10.         printf("do");
    $ Q8 \& H) p4 ]; I; N, \& l
  11.     }1 U/ ]* D& p- i$ ]
  12. }- l7 @' d6 ~0 N( p
复制代码

8 H" m* X9 ~( ]; [7 ^$ U
方法2:输出“换行符”
9 O3 `/ b) y4 `' u/ F+ J) j" ]1 |0 G

  1. : m( {2 j  [+ ?+ n3 i2 k& i: q
  2. #include ! B" Z" @, x" f4 G# `! F# M3 o
  3. void main()
    , C, O9 a# q' Q) d8 a
  4. {
    ' W; @' z$ S( ]! T
  5.     printf("run\n");5 r& Y0 K7 E6 K+ J$ I8 I$ Q* L
  6.     while(1) {  U: ^5 s: ^8 F/ ~2 M* S$ d
  7.         sleep(10);6 U: u2 H' ^" K; Z- a# Z
  8.         do_thing();: q+ \" l- c* s: }) ~
  9.         printf("do\n");* T+ M% A' F/ I: J! x8 s( k1 Z5 \+ t
  10.     }& r2 W' _3 s, B! h2 R- _" Y
  11. }
复制代码

# V8 L2 x5 a1 Z  ~
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