Bash脚本如何实时读取子进程stdout 无需等待进程终止

现有一个C++编写的计数程序，逻辑为从0开始计数，每秒数值加1，通过printf向标准输出打印当前计数值，程序源码如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv)
{
        int ctr = 0;

        for (int i = 0; i < 10; ++i)
        {
                printf("%i\n", ctr++);
                sleep(1);
        }

        return 0;
}

需求是通过Bash脚本调用该程序，每次程序输出新的计数值时立刻执行对应处理逻辑，且不能修改C++程序源码，仅可调整Bash脚本实现。
原有存在问题的Bash脚本如下，该脚本会等待C++程序完全执行结束后，才一次性处理所有输出值，无法满足实时处理要求：

#!/bin/bash

for c in $(./script-test)
do
    echo $c
done

原有脚本无法实时处理输出由两个原因共同导致：

• 命令替换语法$(命令)的固有逻辑：Shell会等待括号内的命令完全执行终止，收集完该命令的所有标准输出内容后，才会将内容拆分传入for循环遍历，天生不支持实时读取运行中进程的输出流。
• 标准输出缓冲机制：当程序的标准输出连接的是管道/文件而非交互终端时，C标准库的printf默认会开启全缓冲模式，缓冲区攒够4k左右数据才会真正把内容写入管道，哪怕输出内容带换行符也不会立刻刷新缓冲区，进一步加剧了输出延迟。

通过系统自带的流缓冲修改工具+管道逐行读逻辑即可实现实时输出处理，无需修改C++代码，调整后的Bash脚本如下：

#!/bin/bash

# 将目标程序的标准输出设为行缓冲，通过管道逐行实时读取输出
stdbuf -oL ./script-test | while IFS= read -r line
do
    # 此处替换为实际需要执行的处理逻辑，示例为打印读取到的值
    echo "$line"
done

关键参数说明 #

• stdbuf -oL：是GNU coreutils自带的标准工具，可在不修改程序源码的前提下，调整启动程序的流缓冲策略；参数-oL表示将标准输出（stdout）设置为行缓冲模式，即每次输出遇到换行符就立刻刷新缓冲区将内容写入管道，完美解决printf默认全缓冲导致的输出不实时问题。
• while IFS= read -r line：是Bash中逐行读取管道流的标准写法，管道传入的内容每到一行就会立刻触发循环体执行，不会等待上游程序终止；IFS=用于保留行首尾的空白字符，-r参数用于禁止自动转义反斜杠字符，避免读取内容被意外修改。

极端场景兼容方案 #

如果遇到极少数静态编译、不支持stdbuf注入缓冲配置的程序，可以换用unbuffer工具实现相同效果，该工具随expect包提供，脚本写法如下：

#!/bin/bash
# 需提前安装expect包：Debian/Ubuntu执行apt install expect，RHEL/CentOS执行yum install expect
unbuffer ./script-test | while IFS= read -r line
do
    echo "$line"
done

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Stuart Bailey