write vs fprintf - 为什么不同，哪个更好？答案

【问题标题】：write vs fprintf - why different and which is better?write vs fprintf - 为什么不同，哪个更好？
【发布时间】：2013-02-26 00:13:40
【问题描述】：

我最近开始根据 POSIX 1003.1c 学习 pthread 的奇妙之处。

PThreads 可能看起来很复杂，但它们基本上是我们在类中用来创建并行行为的简单线程：https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/

在我还在学习的时候，我的老师给了我们一个 C 代码来玩弄：

/* Creates two threads, one printing 10000 "a"s, the other printing
   10000 "b"s.
   Illustrates: thread creation, thread joining. */

#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include "pthread.h"

void * process(void * arg)
{
  int i;
  fprintf(stderr, "Starting process %s\n", (char *) arg);
  for (i = 0; i < 100; i++) {
       write(1, (char *) arg, 1);
//      fprintf(stdout, (char *) arg, 1);
  }
  return NULL;
}

int main()
{
  int retcode;
  pthread_t th_a, th_b;
  void * retval;

  retcode = pthread_create(&th_a, NULL, process, "a");
  if (retcode != 0) fprintf(stderr, "create a failed %d\n", retcode);

  retcode = pthread_create(&th_b, NULL, process, "b");
  if (retcode != 0) fprintf(stderr, "create b failed %d\n", retcode);

  retcode = pthread_join(th_a, &retval);
  if (retcode != 0) fprintf(stderr, "join a failed %d\n", retcode);

  retcode = pthread_join(th_b, &retval);
  if (retcode != 0) fprintf(stderr, "join b failed %d\n", retcode);

  return 0;
}

运行命令：`sudo apt-get install build-essential`
下载此代码（显然是 xD）
使用以下命令编译：`gcc -D_REENTRANT filenName.c -lpthread`
使用以下命令运行结果：`./a.out`

一切正常，但我不明白为什么我的输出顺序会因write 或fprintf 的使用而不同。

当我使用write 时，我会随机输出如下字母：

Starting process a
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaStarting process b
aaababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababababbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

但是当我使用fprintf 时，我总是得到类似于以下内容的输出：

Starting process a
Starting process b
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaababbabaabaabaababbabbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

在这种情况下，文本“Starting process”总是首先出现，并且不会与输出的其余部分混合。为什么会这样？是不是因为write 非常快而fprintf 比较慢？

作为一名 C 程序员，我应该使用哪一个？为什么？

【问题讨论】：

注释掉的fprintf() 行似乎完全错误。

标签： c pthreads printf

【解决方案1】：

write 是一个系统调用：它将给定的字符直接发送到操作系统，操作系统（理论上，并且通常在实践中）立即将它们发送到输出设备，例如屏幕或磁盘。

fprintf（和fwrite 以及任何带有FILE * 参数的东西）是一个库调用，它在发送之前缓冲或收集程序内部的数据。这允许它发送更大、更统一的数据块，从而提高效率。

您在write 中看到的是，每次调用都会导致线程切换，因为程序等待操作系统确认写入是否成功。当一个线程在等待时，另一个线程获得时间。

使用fprintf，它从未做过如此特别的事情。它实际上只是一个线程用a's 填充一个数组，直到它完成。操作系统在接收到填充的缓冲区（通过write）之前不会更聪明。然后由于第一个线程没有更多的工作，它运行第二个。如果您打印更多字符，您会看到fprintf 也会在块发送到操作系统时交错a 和b。

至于“快”和“慢”，write 在发送其输出时更直接，但fprintf 在几乎所有其他方面都更快，是一般正确的选择（或fwrite 更类似于write)。

【讨论】：

+1 - 作为补充：write 和 fwrite 设计用于写入二进制数据而不是字符串。 fprintf 用于字符串。

【解决方案2】：

Write 封装了一个内核调用，它没有被缓冲。它只是将 n 个字节从缓冲区复制到文件描述符。

fprintf 是缓冲的，它也是用来处理字符串并用参数替换各种 %d、%s 的，因此执行起来要复杂得多，必须解析它接收到的字符串。

【讨论】：