Mengapa sebuah program dengan fork () terkadang mencetak hasilnya beberapa kali?

Dalam Program 1 Hello worldakan dicetak hanya sekali, tetapi ketika saya menghapus \ndan menjalankannya (Program 2), hasilnya akan dicetak 8 kali. Bisakah seseorang tolong jelaskan saya pentingnya di \nsini dan bagaimana pengaruhnya terhadap fork()?

Program 1

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

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

Output 1:

hello world... 

Program 2

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

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

Output 2:

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

Saat mengeluarkan ke keluaran standar menggunakan fungsi pustaka C printf(), output biasanya buffered. Buffer tidak memerah sampai Anda menampilkan baris baru, memanggil fflush(stdout)atau keluar dari program (tidak melalui panggilan _exit()). Aliran keluaran standar secara default dilindungi buffer dengan cara ini ketika terhubung ke TTY.

Saat Anda memotong proses di "Program 2", proses anak mewarisi setiap bagian dari proses induk, termasuk buffer output yang tidak rata. Ini secara efektif menyalin buffer tanpa flush ke setiap proses anak.

Saat proses berakhir, buffer dibilas. Anda memulai total delapan proses besar (termasuk proses asli), dan buffer yang tidak dibilas akan memerah pada penghentian setiap proses individu.

Itu delapan karena pada masing-masing fork()Anda mendapatkan dua kali jumlah proses yang Anda miliki sebelum fork()(karena mereka tanpa syarat), dan Anda memiliki tiga dari ini (2 ³ = 8).

Itu tidak mempengaruhi garpu dengan cara apa pun.

Dalam kasus pertama, Anda berakhir dengan 8 proses tanpa menulis, karena buffer output sudah dikosongkan (karena \n).

Dalam kasus kedua Anda masih memiliki 8 proses, masing-masing dengan buffer yang berisi "Hello world ..." dan buffer ditulis pada akhir proses.

@ Kusalananda menjelaskan mengapa output diulang . Jika Anda penasaran mengapa output diulang 8 kali dan tidak hanya 4 kali (program dasar + 3 garpu):

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
}

Latar belakang yang penting di sini adalah bahwa garisstdout harus disangga oleh standar sebagai pengaturan default.

Ini menyebabkan a \nuntuk menyiram output.

Karena contoh kedua tidak mengandung baris baru, output tidak memerah dan sebagai fork()salinan seluruh proses, itu juga menyalin keadaan stdoutbuffer.

Sekarang, fork()panggilan ini dalam contoh Anda membuat total 8 proses - semuanya dengan salinan status stdoutbuffer.

Menurut definisi, semua proses ini memanggil exit()saat kembali dari main()dan exit()panggilan fflush()diikuti oleh fclose()semua aliran stdio aktif . Ini termasuk stdoutdan sebagai hasilnya, Anda melihat konten yang sama delapan kali.

Merupakan praktik yang baik untuk memanggil fflush()semua aliran dengan output yang tertunda sebelum memanggil fork()atau membiarkan anak bercabang memanggil secara eksplisit _exit()yang hanya keluar dari proses tanpa menyiram aliran stdio.

Perhatikan bahwa panggilan exec()tidak menghilangkan buffer stdio, jadi tidak apa-apa untuk tidak peduli tentang buffer stdio jika Anda (setelah menelepon fork()) memanggil exec()dan (jika itu gagal) menelepon _exit().

BTW: Untuk memahami bahwa buffering yang salah dapat menyebabkan, berikut adalah bug di Linux yang baru-baru ini diperbaiki:

Standar ini stderrharus di-unbuffered secara default, tetapi Linux mengabaikannya dan membuat stderrline buffered dan (bahkan lebih buruk) sepenuhnya buffered jika stderr dialihkan melalui pipa. Jadi program yang ditulis untuk UNIX melakukan output barang tanpa baris baru terlambat di Linux.

Lihat komentar di bawah, sepertinya sudah diperbaiki sekarang.

Inilah yang saya lakukan untuk mengatasi masalah Linux ini:

    /* 
     * 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); 

Kode ini tidak membahayakan platform lain karena memanggil fflush()stream yang baru saja dibilas adalah noop.