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UNIX 下奇怪的事情

聖光之護

发布： 2025-02-17 08:44:18

原创

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最近在使用自编工具处理 unix 系统任务时，遇到了两个意料之外的情况，并非程序错误，而是行为超出了预期。

UNIX 下奇怪的事情

线程安全 printf 函数

我编写了一个 C 程序，用于读取磁盘上的图像，进行处理，并将结果输出到标准输出 (STDOUT)。简化后的代码如下：

<code class="c">for (imagefilename in images) {
    results = process(imagefilename);
    printf(results);
}</code>

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图像处理相互独立，因此我尝试使用 fork() 将处理任务分配到多个 CPU 内核以提高速度：

<code class="c">for (child in children) {
    pipe = create_pipe();
    worker(pipe);
}
// 父进程
for (imagefilename in images) {
    write(pipe[i_image % N_children], imagefilename);
}
worker() {
    while (1) {
        imagefilename = read(pipe);
        results = process(imagefilename);
        printf(results);
    }
}</code>

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我创建管道进行进程间通信 (IPC)，将文件名发送给子进程 worker。每个 worker 直接写入共享的 STDOUT，导致输出混乱。 flockfile() 函数无法解决问题，因为它受写时复制机制的影响，每个子进程都拥有锁的副本。

我最终选择使用线程而非 fork() 来解决此问题，避免了复杂的管道操作。代码如下：

<code class="c">for (children) {
    pthread_create(worker, child_index);
}
for (children) {
    pthread_join(child);
}
worker(child_index) {
    for (i_image = child_index; i_image < ... ) {
        // ...
    }
}</code>

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这种方法更简洁有效。看来，某些情况下线程比进程更适用。