初识Linux · 重定向和缓冲区(续)

本文是关于重定向和缓冲区的延续篇，内容较为简短。本文的重点在于介绍stderr，深化对缓冲区和重定向的理解。

让我们直接进入主题。

为了加深对缓冲区的理解，我们将通过C语言中的sprintf函数进行讲解。sprintf函数虽然在C语言中较少使用，但学习Linux的过程中会涉及到C语言底层函数的调用。

sprintf函数的参数与printf类似，首参数为字符串，后面是普通的printf参数。

我们可以使用该函数将数据写入数组中：

int main(){    
    myFILE *fp = my_fopen(FILE_NAME, "w");    
    if(fp == NULL) return 1;    
    const char *str = "hello bit";    
    int cnt = 10;    
    char buffer[128];    
    while(cnt)    
    {        
        sprintf(buffer, "%s - %d", str, cnt);        
        my_fwrite(fp, buffer, strlen(buffer)); // 不需要strlen()+1        
        cnt--;        
        sleep(1);        
        my_fflush(fp);    
    }    
    my_fclose(fp);    
    return 0;
}

通过sprintf写入数据后，使用我们自己实现的fwrite函数将数据写入fp文件指针指向的缓冲区。每写入一次，就sleep一秒，然后刷新缓冲区。这样，fp指向的缓冲区将被动态地写入字符串：

这个过程是动态的，但如果我们去掉fflush，并且在buffer数组中不写入\n，结果就是在log.txt中，只有在程序运行结束，即进程终止后，缓冲区被强制刷新，数据才会显示：

这一现象表明了用户级别的缓冲区的存在。

使用fflush函数或\n转义字符可以刷新缓冲区，数据刷新后，操作系统会将数据从内核级缓冲区写入磁盘。

这也算是对缓冲区的简单复习。今天的重点是stderr。

我们通过一个问题引出：

平时我们更多使用的是stdin和stdout，对于stderr，我们只知道它与错误有关，那么它的具体表现是什么呢？我们现在来看看。

首先，我们用C++的代码来看看stderr：

int main(){cout 

为什么这里的cout和cerr打印出来的结果一样呢？

我们再用C语言的stderr和stdout试试：

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int main(){    
    fprintf(stdout,"Hello Linux! I am stdout\n");    
    fprintf(stderr,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    return 0;
}

此时结果居然还是一样的，stderr和stdout难道没有区别吗？

并不是，我们试试重定向：

使用>时，发现stdout的数据被存放到了log.txt中，而stderr没有。这说明事情有了眉目。

当用户操作计算机时，对数据流动不甚了解，比如报错、输出、输入等信息都需要计算机帮我们完成。依赖的是stdin、stdout和stderr。如果没有报错，stdout和stderr的使用基本相同，但如果有报错信息，我们无法将报错信息重定向到log.txt。这是由于>的真正名称是标准输出重定向符，只重定向标准输出，不会重定向标准错误。因此，如果有如下代码：

int main(){    
    fprintf(stdout,"Hello Linux! I am stdout\n");    
    fprintf(stderr,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    fprintf(stderr,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    fprintf(stdout,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    fprintf(stdout,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    fprintf(stderr,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    fprintf(stderr,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    fprintf(stdout,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    fprintf(stderr,"Hello Linux! I am stderr\n");    
    return 0;
}

stdout和stderr的信息混杂在一起，人眼很难分辨。因此，使用标准输出重定向时，可以区分开来：

标准错误只能打印在显示器上，这也从另一个角度验证了1和2对应的显示器实际上是同一个。

如果我想将1和2的消息都重定向呢？我们可以这样做：

这个指令看似有点怪异，但解释起来很容易。进程运行时，1被重定向到log.txt中，2>&1的意思是将1的内容复制到2中，包括文件指针。因此，相当于让2的文件指针也指向了1所指向的文件。

这样，就完成了2的重定向。

同学们有没有用过perror呢？为什么报错时我们使用这个打印，而不是使用printf？这也算是一个回顾，因为perror本质上是向2打印，printf是向1打印，虽然结果一样，但本质不同！

这就是对stderr的理解。

感谢阅读！