如何使用外部手段强制运行程序将其 I/O 缓冲区的内容刷新到磁盘？

Question

我有一个很长的运行ning C 程序，它在开始时打开一个文件，在执行期间写出 "interesting" 内容，并在它完成之前关闭文件。使用 gcc -o test test.c（gcc 版本 5.3.1.）编译的代码如下所示：

//contents of test.c
#include<stdio.h>

FILE * filept;

int main() {
    filept = fopen("test.txt","w");
    unsigned long i;
    for (i = 0; i < 1152921504606846976; ++i) {
        if (i == 0) {//This case is interesting!
            fprintf(filept, "Hello world\n");
        }
    }
    fclose(filept);
    return 0;
}

问题是因为这是一个科学计算（想想搜索素数，或者任何你最喜欢的难以破解的东西）它真的可以运行非常很长时间。因为我确定我不够耐心，所以我想中止当前的计算，但我想以某种智能的方式通过某种方式强制程序 通过外部方式 清除当前在 OS buffer/disk 缓存中的所有数据，无论在哪里。

这是我尝试过的方法（对于上面的这个虚假程序，当然不是真正的交易 目前仍然运行ning）：

按下 ctrl+C；或
发送 kill -6 <PID>（以及 kill -3 <PID>）——正如@BartekBanachewicz 所建议的那样，

但是在这些方法中的任何一种之后，在程序最开始创建的文件 test.txt 仍然是空的 。这意味着， fprintf() 的内容在计算过程中留在了某个中间缓冲区中，等待某个 OS/hardware/software 刷新信号，但是由于没有获得这样的信号，内容 消失了。这也意味着，@EJP

发表的评论

Your question is based on a fallacy. 'Stuff that is in the OS buffer/disk cache' won't be lost.

这里好像不适用。经验表明，这些东西确实会丢失。

我正在使用 Ubuntu 16.04，如果可能的话，我愿意为这个进程附加一个调试器，如果以这种方式检索数据是安全的。由于我以前从未做过这样的事情，如果有人能给我一个 详细的 的答案，我将不胜感激 安全可靠地 [=55] =].或者我也对其他方法持开放态度。这里没有错误的余地，因为我不会重新运行程序。

注意：当然我可以打开和关闭 inside if 分支的文件，但是一旦你有 many东西要写。无法重新编译程序，因为它仍在进行一些计算。

注 2：原始问题以与 C++ 相关的稍微更抽象的方式提出了相同的问题，并被标记为这样（这就是为什么人们在评论中建议 std::flush()，这无济于事即使这是一个 C++ 问题）。好吧，我想我当时进行了重大修改。

有些相关：Will data written via write() be flushed to disk if a process is killed?

Answer 1

默认情况下，对信号 SIGTERM 的响应是立即关闭应用程序。但是，您可以添加自己的自定义信号处理程序来覆盖此行为，如下所示：

#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <atomic>
...
std::atomic_bool shouldStop;

...
void signalHandler(int sig)
{
    //code for clean shutdown goes here: MUST be async-signal safe, such as:
    shouldStop = true;
}
...
int main()
{
    ...
    signal(SIGTERM, signalHandler); //this tells the OS to use your signal handler instead of default
    signal(SIGINT, signalHandler);  //can do it for other signals too
    ...
    //main work logic, which could be of form:
    while(!shouldStop) {
        ...
        if(someTerminatingCondition) break;
        ...
    }
    //cleanup including flushing
    ...
}

请注意，如果采用这种方法，您必须确保您的程序在您的自定义处理程序运行之后确实终止（没有义务立即这样做，并且可以运行清理它认为合适的逻辑）。如果它不关闭，linux 也不会关闭它，因此从外部角度来看，SIGTERM 将是 'ignored'。

请注意，默认情况下 linux kill 命令会发送一个 SIGTERM，调用上述行为。如果您的程序运行ning 在前台并且按下 Ctrl-C，则会发送一个 SIGINT，这就是为什么您可能希望按照上述方式处理它。

另请注意，上面建议的实现注意安全，因为除了设置原子标志外，在信号处理程序中不执行任何异步逻辑。正如下面的评论所指出的，这很重要。有关允许和不允许的详细信息，请参阅 this page 的异步信号安全部分。

Answer 2

我可以澄清一下吗？显然几个月过去了，我想你的程序不再是运行了......但是这里有一些关于缓冲的混淆仍然不清楚。

只要您使用 stdio 库和 FILE *，默认情况下，您的内部将有一个相当小的缓冲区（取决于实现，但通常是一些 KB）该程序正在累积您编写的内容，并在写满时（或文件关闭时）将其刷新到 OS。当您终止进程时，丢失的就是这个缓冲区。

如果数据已经刷新到 OS，那么它将保存在 unix 文件缓冲区中，直到 OS 决定将其保存到磁盘（通常很快），或者有人运行 sync 命令。如果您切断了计算机的电源，那么该缓冲区也会丢失。您可能不关心这种情况，因为您可能不打算切断电源！但这就是@EJP 所说的（ OS buffer/disk 缓存中的内容不会丢失）：你的问题是 stdio缓存，不是OS.

在理想情况下，您编写的应用会在关键点刷新（或 std::flush()）。在您的示例中，您会说：

    if (i == 0) {//This case is interesting!
        fprintf(filept, "Hello world\n");
        fflush(filept);
    }

这会导致 stdio 缓冲区刷新到 OS。我想你真正的作家更复杂，在那种情况下我会尽量让 fflush 发生 "often but not too often"。太少了，当你终止进程时你会丢失数据，太频繁了，如果你写了很多，你就失去了缓冲的性能优势。

在您描述的情况下，程序已经运行并且无法停止和重写，那么您唯一的希望，正如您所说，就是在调试器中停止它。你需要做什么的细节取决于标准库的实现，但你通常可以查看 FILE *filept 对象内部并开始跟踪指针，虽然很混乱。 @ivan_pozdeev 关于在调试器中执行 std::flush() 或 fflush() 的评论很有帮助。

如何使用外部手段强制 运行 程序将其 I/O 缓冲区的内容刷新到磁盘？

How to force a running program to flush the contents of its I/O buffers to disk with external means?

c

linux

io

gcc

flush

如何使用外部手段强制运行程序将其 I/O 缓冲区的内容刷新到磁盘？