Question

我正在为输出流实现自己的streambuffer。基本上它是一个类似矢量的streambuffer，其中每次溢出函数只是将缓冲区重新分配到两倍大。 sync函数会将所有数据写入文件描述符fd指定的设备。

class MyStreamBuf : public ::std::streambuf {

  constexpr static size_t INIT_BUFFER_SIZE {1024};

  public: 

    MyStreamBuf();
    ~MyStreamBuf();

    void fd(const int);

    int sync() override;
    int_type overflow(int_type ch = traits_type::eof()) override;

  private:

    int _fd {-1};
    size_t _size;
    char_type* _base;    
    void _resize(const size_t);
};


MyStreamBuf::MyStreamBuf() {
  _size = INIT_BUFFER_SIZE;
  _base = static_cast<char_type*>(malloc(_size * sizeof(char_type)));
  setp(_base, _base + _size - 1);   // -1 to make overflow easier.
}

// Destructor.
MyStreamBuf::~MyStreamBuf() {
  ::free(_base);
}

// Procedure: fd
// Change the underlying device.
void MyStreamBuf::fd(const int fd) {
  _fd = fd;
}

// Procedure: _resize
// Resize the underlying buffer to fit at least "tgt_size" items of type char_type.
void MyStreamBuf::_resize(const size_t tgt_size) {

  // Nothing has to be done if the capacity can accommodate the file descriptor.
  if(_size >= tgt_size) return;

  // Adjust the cap to the next highest power of 2 larger than num_fds
  for(_size = (_size ? _size : 1); _size < tgt_size; _size *= 2);

  // Adjust and reset the memory chunk.
  _base = static_cast<char_type*>(::realloc(_base, _size*sizeof(char_type)));

  setp(_base, _base + _size - 1);   // -1 to make overflow easier.
}

int MyStreamBuf::sync() {

  int res = 0;

  ::std::ptrdiff_t remain = pptr() - pbase();

  while(remain) {

    issue_write:
    auto ret = ::write(_fd, pptr() - remain, remain);

    if(ret == -1) {
      if(errno == EINTR) {
        goto issue_write;
      }
      else if(errno == EAGAIN) {
        break;
      }
      else {
        res = -1;
        break;
      }
    }
    remain -= ret;
  }

  if(remain) {
    ::memcpy(pbase(), pptr() - remain, remain*sizeof(char_type));
  }
  pbump(pbase() + remain - pptr());

  return res;
}

typename MyStreamBuf::int_type MyStreamBuf::overflow(int_type ch) {
  assert(traits_type::eq_int_type(ch, traits_type::eof()) == false);
  _resize(_size * 2);
  return ch;
}

然而，在用我自己的缓冲区替换cout时，我遇到了段错误。在与GDB斗争之后，我无法找到错误的位置。

// Function: main
int main() {

  auto fd = open("./test.txt",  O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR | S_IWUSR);

  MyStreamBuf d;

  d.fd(fd);

  ::std::cout.rdbuf(&d);

  ::std::cout << 1 << " " << 2 << ::std::endl;

  close(fd);

  return 0;
}

这个实现有什么问题吗？我看到很多文章通常会覆盖sync和overflow。

Answer 1

问题似乎是你的对象d在std::cout之前被销毁，因此最终要求破坏全局对象，包括刷新缓冲区，并在结束后占据一席之地main()（记住它是一个全局对象），尝试对不再存在的streambuf对象执行操作。您的缓冲区对象肯定应该超过与之关联的流。

在您的程序中使用此方法的一种方法是将d变为指针，您将永远不会删除它。或者，您可以在使用本地对象时保留它，但是请调用std::cout.flush()，然后将cout的缓冲区分配给其他内容（偶数nullptr） >超出范围。

在使用您的程序进行测试时（在我发现问题之前），我做了一些对我有意义的小改动。例如，在您成功写入描述符后，您可以bump(ret)（您已经知道ret!=-1，因此可以安全使用）。

我没有做出的其他更改，但您可以考虑的是，构造函数本身设置描述符，让析构函数关闭一个悬空描述符，并且可能更改面向C的{{1}的动态分配} / malloc() / realloc()面向C ++ free()。

说到分配，你在使用std::vector时犯了一个很常见的错误。如果重新分配失败，realloc()将保持原始指针不变，并通过返回空指针来指示失败。由于使用相同的指针来获取返回值，因此可能会丢失对仍分配的内存的引用。所以，如果您根本不能使用C ++容器而不是C指针，那么您应该将代码更改为更像这样的代码：

realloc()

为C ++ ostream定制streambuffer

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