Java调用C程序时，如何让InputStream先于OutputStream读取？

问题根源 #

C程序的标准输出（stdout）缓冲规则会根据输出目标自动切换：

• 直接输出到终端时，默认是行缓冲，碰到换行符\n就立刻把缓冲区内容打出来，所以"name?"会马上显示。
• 但当stdout被重定向到Java进程的管道（也就是Java的InputStream）时，缓冲模式会变成全缓冲——这时候输出内容会先存在缓冲区里，要么等缓冲区填满，要么等程序结束，要么主动触发刷新，才会把内容传给Java。

你的C程序里printf("name?\n")虽然带了换行，但因为是全缓冲模式，内容一直留在C的缓冲区里没发出去。直到你输入完内容，C程序跑完后续代码，进程快结束时才刷新缓冲区，结果就是"name?"和"hi Tea"被Java一次性读出来，导致顺序错乱。

另外，Java如果没及时读取输入流，也会加重缓冲堆积，但核心问题还是C的缓冲机制。

解决办法 #

1. 修改C程序，强制刷新输出 #

在printf("name?\n")之后加一行fflush(stdout)，强制把缓冲区内容发出去，不管当前是什么缓冲模式：

printf("name?\n");
fflush(stdout); // 立刻刷新输出缓冲区
char name[20];
scanf("%s", name);
printf("hi %s\n", name);

2. 修改C程序的缓冲模式 #

在程序开头直接把stdout设为行缓冲模式，哪怕输出到管道也保持行缓冲：

setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0); // 设置标准输出为行缓冲
printf("name?\n");
char name[20];
scanf("%s", name);
printf("hi %s\n", name);

3. 优化Java端的读取逻辑 #

Java要启动独立线程及时读取C程序的标准输出和错误输出，避免因为流阻塞导致进程卡壳，同时确保输入能及时传给C程序：

Process process = Runtime.getRuntime().exec("c program");

// 专门线程读C程序的标准输出
new Thread(() -> {
    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()))) {
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}).start();

// 专门线程读C程序的错误输出（防止错误输出堆积阻塞进程）
new Thread(() -> {
    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getErrorStream()))) {
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            System.err.println(line);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}).start();

// 处理用户输入，传给C程序
try (PrintWriter writer = new PrintWriter(process.getOutputStream(), true)) {
    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    String input = scanner.nextLine();
    writer.println(input);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

process.waitFor();

这里PrintWriter的第二个参数设为true，会自动刷新输出缓冲区，保证输入能立刻传给C程序。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tea