使用write()函數和printf()函數輸出一個字符串到終端

引子：

printf("printf123");

write(stdou,"write123",3);

使用write()函數和printf()函數輸出一個字符串到終端的時候，會發現，如果不在printf()中包含換行符 \n就會出現，明明是printf()函數寫在前面，而write()中要輸出的結果先輸出到終端

分析：

1. Linux系統的三種緩存機制：

全緩存：當遇到緩衝區滿/文件關閉/fflush()強制刷新緩存區/程序結束這四種情況以後，才刷新緩存區，將緩存的內容送到內核，如使用fopen 打開的文件，而open打開的文件是沒有緩存的

行緩存：與全緩存相比，行緩存顧名思義，再遇到 \n也會刷新緩存區，比上面的全緩存多了一種刷新緩存區的方式，比如輸出到屏幕的printf函數

無緩存：內容直接送到內核，用戶層沒有緩存區，比如write()函數

所以，把上面的printf(“printf123”)修改爲printf("write123\n"),

輸出結果就是：

printf123

write123

正經問題：

那麼將printf()函數的輸出目的地從終端屏幕改到一個文件“text”中，比如下面的代碼所做的

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(void){
        char *buf="123456\n";
        int fd,save_fd;
        char *lbuf;

        if((fd=open("text",O_RDWR|O_CREAT,0777))<0){ //打開一個文件 text
                perror("open");
                exit(1);
        }

        save_fd=dup(STDOUT_FILENO);        //使用save_fd保存stdout的文件描述符
        dup2(fd,STDOUT_FILENO);                 //將text的文件描述符複製給stdout，這樣，標準輸出就指向了text文件
        close(fd);        //關閉沒用的文件描述符fd

        printf("1\n");                //使用printf函數向text輸出 1
        write(STDOUT_FILENO,buf,strlen(buf));  //使用write函數向text寫入數據
        dup2(save_fd,STDOUT_FILENO);         //將文件描述符換回來，回覆標準輸入
        close(save_fd);

        printf("2\n");                  //向屏幕輸出 2
        write(STDOUT_FILENO,buf,strlen(buf)); //向屏幕輸出 1

        return 0;

}

屏幕輸出結果：

123456

1

2

文件text中的內容：

123456

對於上面的結果，有兩個問題：

第一個問題:

在改變標準輸出之後，stdou對應的應該是文件text，那麼printf("1\n")也應該文件text中打印一個 "1\n"纔對，但是卻沒有，而write()函數的內容是成功寫入了text，這就說明，標準輸出確實被修改成功了，

第二個問題：

再將標準輸出恢復之後，也就是執行了 dup2(save_fd,STDOUT_FILENO);  這條語句以後，printf("2\n") 並沒有立即向屏幕上打印數據，而是等write()之後纔打印了2 。並且這個2還是在1之後

分析：

printf()函數的緩存屬性發生了改變，也就是之前是行緩存，而現在變成了全緩存，那麼爲什麼不是無緩存呢，因爲如果是無緩存，那麼 "1\n"就因該被刷新到內核緩存區了，而write函數正是講“123456\n”從內核寫入文件的，如果“1\n”在內核緩存區，那麼他就應該被write函數的寫操作影響，或者沖掉，這樣來說，“1\n”就根本還沒有進入內核，這也就是爲什麼分析得出，printf函數的緩存性質發生了改變

爲了驗證上面的猜測：

使用setvbuf()函數設置stdou的緩存區屬性

setvbuf()的原函數

  #include <stdio.h>

 int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);
stream 文件輸入流

buf 緩存區地址

mode 緩存區性質  

               _IONBF unbuffered  無緩存

              _IOLBF line buffered 行緩存

              _IOFBF fully buffered 全緩存
修改代碼，在第一次修改stdout之後，設置stdout的緩存區性質

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(void){
        char *buf="123456\n";
        int fd,save_fd;
        char *lbuf;

        if((fd=open("text",O_RDWR|O_CREAT,0777))<0){
                perror("open");
                exit(1);
        }

        save_fd=dup(STDOUT_FILENO);
        dup2(fd,STDOUT_FILENO);
        close(fd);
      //設置stdout的緩存區性質
     setvbuf(stdout,lbuf=malloc(512*sizeof(char)),_IOLBF,512);

        printf("1\n");
        write(STDOUT_FILENO,buf,strlen(buf));
        dup2(save_fd,STDOUT_FILENO);
        close(save_fd);

        printf("2\n");
        write(STDOUT_FILENO,buf,strlen(buf));

        return 0;

}

  從setvbuf函數的原函數來看，是使用文件的讀寫指針來設置緩存區屬性的，所以，當改變stdou的時候，纔會對printf()的緩存區造成影響

修改之後的輸出結果

屏幕：

2

123456

text文件中：

1

123456

所以，可以得出結果，第一次修改stdout的時候，確實改變了printf()的緩存性質，從第一次的輸出結果來看，第二次將stdout改回成標準輸出的時候，printf()的緩存性質並沒變回來（原因暫時不明），然後在設置了緩存區性質之後，從第二次的輸出結果可以得出，printf()緩存區又變成了行緩存

總結：

如果要使用dup2()函數改變文件的標準輸出，需要判斷緩存的性質是否是發生了變化，如果發生了變化，就需要重新設置，否則不能得到想要的結果

如果不改變標準輸出，在使用printf的時候，需要注意是否要隨行輸出。