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当进程退出时缓冲区会自动刷新到磁盘吗？

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当进程退出时缓冲区会自动刷新到磁盘吗？

当我将命令的输出重定向到文件（例如echo Hello > file）时，该文件是否保证在命令退出后立即包含此类数据？或者在命令退出和数据写入文件之间是否仍有非常小的窗口？我想在命令退出后立即读取文件，但我不想读取空文件。

答案1

其中涉及多层缓冲区/缓存。

  1. CPU 缓存。

    数据按字节逐个组合，并存储在 CPU 缓存中。如果 CPU 缓存已满，并且数据有一段时间没有被访问，则包含我们数据的块可能会被写入主内存。这些对于应用程序程序员来说大部分都是隐藏的。

  2. 进程内缓冲区。

    在收集数据的进程中会留出一些内存，因此我们需要尽可能少地向操作系统发出请求，因为这相对昂贵。进程将数据复制到这些缓冲区，这些缓冲区可能再次由 CPU 缓存支持，因此无法保证数据被复制到主内存。应用程序需要明确刷新这些缓冲区，例如使用 fclose(3) 或 fsync(3)。exit(3) 函数也会在进程终止之前执行此操作，而 _exit(2) 函数才不是，这就是为什么手册页中有一个大警告，仅当您知道自己在做什么时才调用该函数。

  3. 内核缓冲区

    然后，操作系统会保留自己的缓存，以尽量减少需要发送到磁盘的请求数量。此缓存不属于任何特定进程，因此其中的数据可能属于已完成的进程，并且由于所有访问都经过此处，因此如果下一个程序到达此处，它将看到数据。内核会在有时间或明确要求时将这些数据写入磁盘。

  4. 驱动器缓存

    磁盘驱动器本身也保留缓存以加快访问速度。这些写入速度相当快，并且有一个命令用于将剩余数据写入缓存并在完成时报告，操作系统在关机时使用该命令来确保在关机前没有未写入的数据。

对于您的应用程序，将数据注册到内核缓冲区中就足够了（此时实际数据可能仍存在于 CPU 缓存中，可能尚未写入主内存）：“echo”进程终止，这意味着任何进程内的缓冲区都必须被刷新，数据必须交给操作系统，然后当您启动一个新进程时，可以保证操作系统在被要求时会返回相同的数据。

答案2

如果应用程序没有任何内部缓存，则更改将立即写入文件。您的示例也是如此。该文件是内存中的逻辑实体，将立即更新。对文件的任何后续操作都将看到程序所做的更改。

然而，这并不意味着更改已写入物理磁盘。更改可能会停留在操作系统文件系统缓存或硬件缓存中。要刷新文件系统缓冲区，请使用该sync命令。

我想在命令退出后立即读取文件，但我不想读取空文件。

您不应该在这里遇到任何实际问题。

答案3

当进程退出时缓冲区会自动刷新到磁盘吗？

一般来说答案是不。

这取决于命令。正如其他答案所提到的，如果该命令不会在内部缓冲数据，当命令终止时所有数据都将可用。

但大多数（如果不是全部）标准 I/O 库做默认情况下（在某种程度上）缓冲 stdout，并对应用程序关闭时缓冲区的自动刷新提供不同的保证。

C 保证正常退出将刷新缓冲区。“正常退出”意味着exit调用 — 要么明确地，要么通过从返回main。但是，异常退出可以绕过此调用（因此留下未刷新的缓冲区）。

这是一个简单的例子：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("test");
    raise(SIGABRT);
}

如果你编译并执行它，test将不是必然写入标准输出。

其他编程语言给出的保证就更少了：例如，Java 确实不是程序终止时自动刷新. 如果输出缓冲区包含未终止的行，则可能会丢失，除非System.out.flush()明确调用。

也就是说，你的问题主体问的是稍微不同的问题：如果数据到达文件根本，它应该在命令终止后立即执行此操作（须遵守其他答案中描述的警告）。

答案4

假设您的命令由使用 C 运行时库的某个程序执行，则在某些时候它应该调用fclose来关闭打开的文件。

C 函数的手册页fclose显示：

注意事项请注意，fclose() 仅刷新 C 库提供的用户空间缓冲区。为了确保数据物理存储在磁盘上，内核缓冲区也必须刷新，例如，使用 sync(2) 或 fsync(2)。

的手册页也fflush有同样的说明。的手册页中close写道：

成功关闭并不能保证数据已成功保存到磁盘，因为内核会延迟写入。文件系统在流关闭时刷新缓冲区并不常见。如果您需要确保数据已物理存储，请使用 fsync(2)。（此时将取决于磁盘硬件。）

请注意，即使数据未同步到驱动器，其他进程也可以使用这些数据。这对你来说可能已经足够好了。

如果您有疑问，请写一个测试。

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