C++、cin、cout、threads 和sync_with_stdio 的输出损坏

我正在尝试用 C++ 编写一个程序，以尽可能最快的方式处理大量数据包。来自标准的所有数据包都应尽快读取，发送到池中的一个线程进行处理，然后处理到将数据包写入标准输出的输出线程。

当您在 C++ 中使用标准输入和输出时，建议在任何输入或输出之前调用std::ios_base::sync_with_stdio(假) http://en.cppreference.com/w/cpp/io/ios_base/sync_with_stdio功能。在某些环境中，这可以实现很大的加速，尽管您应该避免在调用后使用标准 C 函数进行输入/输出。

嗯，这似乎在单线程中完美工作。但正如我所说，我的目的是使用一个线程用于输入，一个线程用于输出，多个线程用于并行处理。我观察到输出存在一些问题。这是输出线程（非常简化）：

void PacketDispatcher::thread_process_output(OutputQueue& output_queue) {
    std::vector<Packet> packet_list;
    while(output_queue.get(packet_list)) {
        for (const auto& packet: packet_list) {
            std::cout << "Packet id = " << packet.id << "\n";
        }
    }
    std::cout.flush();
}

如果我用过标准::endl代替"\n"损坏较少，但 std::endl 强制刷新流，在这种情况下影响性能（并且问题没有解决，只是最小化）。

这是程序中使用 std::cout 的唯一点，但是如果我调用std::ios_base::sync_with_stdio(假) http://en.cppreference.com/w/cpp/io/ios_base/sync_with_stdio在程序开始时，我得到了明显的加速，但我的输出总是以某种方式损坏：

Packet id = Packet id = 4
Packet id = 5
Packet id = 6
Packet id = 7
Packet id = 8
Packet id = 9
Packet id = 10

那么，问题出在哪里呢？ C++ 不能使用快速标准输入/输出进行多线程处理吗？

我终于找到了罪魁祸首。如果您搜索互联网，很多网站都建议使用sync_with_stdio 调用，但他们不讨论线程。

其他站点讨论 iostreams 和线程，例如this one https://stackoverflow.com/questions/6374264/is-cout-synchronized-thread-safe，但这并不能解释为什么我在使用 std::cin 时输出损坏只有一个线程和 std::cout也在它自己的线程中.

问题在于，在内部， std::cin 输入线程正在调用 std::cout 来刷新其缓冲区，但由于流未与互斥体或类似的东西同步，因此输出已损坏。如果缓冲区正在做不同的事情，为什么我应该同步它们？为什么 std::cin 会搞乱 std::cout ？

在 C++ 中，默认情况下，标准流 cin、cerr 和 clog 与 cout 绑定。这是什么意思？这意味着当您尝试从 cin 读取数据时，它首先会强制刷新 cout。有时这是有用的，你可以阅读here https://stackoverflow.com/questions/2704752/flushing-of-cout-prior-to-reading-input-using-cin-why.

但就我而言，这引起了一些严重的问题，那么，如何解开流呢？使用起来非常简单领带法 http://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_ios/tie:

std::ios_base::sync_with_stdio(false);

std::cin.tie(nullptr);
std::cerr.tie(nullptr);

或者，如果您的编译器不支持 C++11：

std::ios_base::sync_with_stdio(false);

std::cin.tie(static_cast<ostream*>(0));
std::cerr.tie(static_cast<ostream*>(0));

通过此更改，我的输出现在是正确的：

Packet id = 1
Packet id = 2
Packet id = 3
Packet id = 4
Packet id = 5
Packet id = 6
Packet id = 7
Packet id = 8
Packet id = 9
Packet id = 10

而且由于它避免了每次使用 std::cin 时都进行刷新，因此速度也更快:-)