在多线程程序上，控制台上的 printf 和重定向到文件的顺序不同

Question

我正在编写一个显示带时间戳的哲学家用餐的程序。每个数字表示我创建的线程。

这是我的代码的一部分：

i = -1;
while (++i < num_philos)
{   
    error = pthread_create(&philos[i].tid, NULL, dining, &philos[i]);
    if (error)
        return (release_rscs(init_val.forks, init_val.start, init_val.last_meals));
}

i = -1;
while (++i < num_philos)
    pthread_detach(philos[i].tid);

当我像往常一样在控制台上打印时，它的顺序乱七八糟：

...
[1ms] 42 is eating
[0ms] 18 take right fork
[1ms] 18 is eating
[0ms] 26 take left fork
[1ms] 26 take right fork
...

但是当我将输出重定向到文件时，顺序更符合我的预期：

...
[1ms] 172 is eating
[1ms] 174 take left fork
[1ms] 174 take right fork
[1ms] 174 is eating
[2ms] 176 take left fork
[2ms] 176 take right fork
[2ms] 176 is eating
...

不仅顺序不同，性能也有所提升。为什么他们不同？是线程相关还是缓冲区相关？

Answer 1

当多个线程运行时，程序内函数的执行顺序（相对于彼此）变得很难预测，因为它取决于 OS 的调度程序，在任何特定时刻可用的核心数量，其他任务可能同时运行，每个线程的量子长度，月相等等等等。因此很难给出关于为什么事物以特定顺序打印的任何一般规则；您可能能够深入分析特定系统（硬件、OS、编译器版本等）并找出答案，但您发现的任何东西都可能无法推广到其他系统，因此几乎不值得付出努力。

至于控制台与文件的性能，请考虑将某些内容“打印”到控制台 window 需要与 window 管理器进程交互，呈现大量像素，（通常）滚动在终端 window 内向上像素等。与简单地将输出数据写入系统 RAM 中的缓冲区相比，这是相当多的工作（由于文件系统缓存，通常是“写入文件” “就用户可见的性能而言，实际上包括......将数据实际发送到磁盘通常发生在很久以后，通常在程序完成之后）。 Windows' DOS 提示在这方面似乎特别慢（我怀疑由于 historical/backwards-compatibility 原因，它的内部工作不是最佳的）。正是这种开销差异（以及您的程序在幕后交互的接口的不同性质）可能解释了不同的行为。

在多线程程序上，控制台上的 printf 和重定向到文件的顺序不同

on multi-threaded program printf on console and redirection to file have different order

c

printf

multithreading

stdout

pthreads