调用 fork 时缓冲 C++ 流的竞争条件——强制刷新？

Question

我有一个使用 UNIX fork() 生成编写器线程的程序。这工作正常，但是当缓冲的 C++ 流尚未刷新时，我得到一个竞争条件，其中两个线程输出相同的数据。下面的例子说明了我的意思：

extern "C" {
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
}

#define W 10

#include <iostream>

int main(void)
{
   pid_t pid;
   int status;
   for (int i = 0; i < (1 << W); i++) {

      // spawn a child after adding to the std::cout buffer
      if (i == (1 << (W - 1))) {
         // std::cout.flush(); // (1)
         pid = fork();
         if (!pid)
            break;
      }

      // join the child thread after a while
      if (i == 3 * (1 << (W - 2)))
         waitpid(pid, &status, 0);

      // print stuff to the stream
      std::cout << i << '\n';
      // std::cout << i << std::endl; // (2)
   }
   return EXIT_SUCCESS;
}

所以我尝试的解决方法是 (1) 在调用 fork() 之前手动刷新 std::cout （首选解决方案），或者 (2) 在写入时使用 std::endl流，但这会增加许多不必要的 flush 调用。尽管这种方法适用于可全局访问的 std::cout，但我的首选解决方案 (1) 不适用于其他 not 可全局访问的缓冲流。此外，有时我可能会打开另一个文件，然后我可能会忘记刷新它。

这个问题有更好的解决办法吗？就像一个 刷新所有 缓冲的 C++ 流 ?

的函数

编辑

建议的解决方案是使用 C 库中的 fflush(nullptr) 来刷新所有 (C) 流。这适用于与 stdout 和 stderr 保持同步的 std::cout 和 std::cerr，但其他 C++ 缓冲流将 而不是 同步。这说明了问题：

extern "C" {
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
}

#include <iostream>
#include <fstream>

#define W 10

int main(void)
{
   pid_t pid;
   int status;
   std::ofstream fout("foo");

   for (int i = 0; i < (1 << W); i++) {

      if (i == (1 << (W - 1))) {
         fflush(nullptr);  // this works for std::{cout,cerr} but not files
         pid = fork();
         if (!pid)
            return EXIT_SUCCESS;
      }

      if (i == 3 * (1 << (W - 2)))
         waitpid(pid, &status, 0);

      fout << i << '\n';
      std::cout << i << '\n';
   }
   fout.close();
   return EXIT_SUCCESS;
}

在我的系统上我得到

$ ./a.out 1>bar; wc -l foo bar
1536 foo
1024 bar

不用说了，行数应该是相等的

还有什么想法吗？

Answer 1

使用fflush，传递nullptr。

来自男人：

#include <cstdio> // adapted the include for C++

int fflush(FILE *stream);

If the stream argument is NULL, fflush() flushes all open output streams.

调用 fork 时缓冲 C++ 流的竞争条件——强制刷新？

Race condition of buffered C++ streams when calling fork -- force flush?

c++

file-io

multithreading

fork

flush