什么可能导致多线程环境中的“错误的文件描述符”?

时间:2012-12-07 17:36:16

标签: c++ c linux posix file-descriptor

这个问题在某种程度上类似于Bad file descriptor,但它根本不相同。我知道这是“糟糕的问题”(可能是“过于本地化”),但我无法理解,现在我已经没有任何想法。


简介

我有一个经理线程,它启动了75个其他线程。这些线程中的每一个都做了很多事情,因此我只描述相关的线程。

请注意:如果我只启动几个线程 - 例如3或5或10,则不会出现此错误!这让我觉得,这是一些多线程问题,但似乎并不是这样。你会在下一节中看到原因。

因此,在以下2个案例中,有时我收到此错误Bad file descriptor


案例1

错误出现在TinyXML

有一个xml文件,所有线程都需要它。所有这些线程都使用TinyXML来解析文件。所有这些线程都使用此文件 READ-ONLY!(我知道这可以优化,但无论如何)。

因此,导致Bad file descriptor错误的代码是:

// ...
// NOTE: this is LOCAL, other threads do NOT have access to it
TiXmlDocument   doc;
doc.LoadFile( filename );

// and here's the LoadFile:
bool TiXmlDocument::LoadFile( const char* _filename, TiXmlEncoding encoding )
{
    //...
    FILE* file = fopen( value.c_str (), "rb" ); 
    if ( file )
    {
        // this IS executed, so file is NOT NULL for sure
        bool result = LoadFile( file, encoding );
        //...
    }
    //...
}

bool TiXmlDocument::LoadFile( FILE* file, TiXmlEncoding encoding )
{
    // ...
    long length = 0;
    fseek( file, 0, SEEK_END );
    // from the code above, we are SURE that file is NOT NULL, it's valid, but
    length = ftell( file ); // RETURNS -1 with errno: 9 (BAD FILE DESCRIPTOR)
    // how is this possible, as "file" is not NULL and it appears to be valid?
    // ...
}

案例2

这有点复杂。我已经删除了返回值的检查,但我在实际代码中有它们,所以这不是问题

int hFileR = open( sAlarmFileName.c_str(), O_CREAT | O_RDONLY, 
                   S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH );
// hFileR is > 0 for sure, so success 

flock( hFileR, LOCK_EX ) /* the result is > 0 for sure, so success*/ 

// read the file into a string
while( (nRes = read(hFileR, BUFF, MAX_RW_BUFF_SIZE)) > 0 ) // ...

//Write new data to file: reopen/create file - write and truncate mode
int hFileW = open( sAlarmFileName.c_str(), 
                   O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, S_IRUSR | 
                   S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH );
// hFileW is > 0 for sure, so success

do
{
    int nWrtRes = write( hFileW, 
                        szText + nBytesWritten, nSize - nBytesWritten ); 
    // nWrtRes is always >= 0, so success
    nBytesWritten +=  nWrtRes;
}
while( nSize > nBytesWritten );

close( hFileW );    // this one is successful too

if( flock(hFileR, LOCK_UN) == -1 )
{
    // THIS FAILS and executes _Exit( FAILURE );
}

if( close( hFileR ) < 0 )
{
    // if the previous one do not fail, this one is successful too
}

很抱歉这个问题很长。有什么想法吗?

3 个答案:

答案 0 :(得分:5)

要查找的一件事是两次关闭相同文件描述符的代码。

在单线程程序中,这是一个无害的编程错误,因为第二个close()除了返回EBADF之外什么都不做,而且很多代码都没有费心去检查{无论如何,{1}}返回值。但是,在多线程程序中,关闭描述符的描述符编号可以在两次调用close()之间的另一个线程中分配,因此第二个close()将从另一个线程关闭一个不相关的套接字。进一步读取和写入其他线程的描述符将导致“错误的文件描述符”错误。

答案 1 :(得分:3)

关于理解文件描述符的一些词语:

文件是全球资源。为了处理这种情况,使用(进程)全局索引:整数值,称为文件描述符。如果线程打开文件,则此打开的文件由索引引用。此索引对于进程是唯一的(到线程)。如果文件被关闭,则文件描述符(整数索引)不再被使用,并且可以被进程(及其任何线程)重用。

示例:

通过进程中的任何线程,对open()的第一次调用可能返回3,第二次调用可能返回4.

如果关闭3,则对open()的第3次呼叫可能会再次返回3。

如果第1次调用由线程1完成,第2次由线程2完成,第3次由线程3完成,则很容易理解线程1不应再次关闭其文件描述符,因为3的值可能已经是由线程3回收并使用,它将尝试访问无效的文件描述符,因为它可能已被线程1对close()的第二次(错误)调用关闭。好吗? ; - )

尝试设置一些示例代码,并检查/记录调用open()返回的整数值并将其指定为文件描述符,以便了解其工作原理。

注意

这也可以引用stdinstdoutstderr,“预定义”文件描述符012。在最近的Linux关闭stdin之后调用int fd = open("myfoofile.bar", ...)可能会将0作为文件描述符fd返回。无论如何,内核或glibc都无法按预期处理这样的0。例如,使用lseek(fd, ...)可能会出现模糊错误。试试吧! ; - &GT;&GT;

答案 2 :(得分:2)

如果应用程序是多线程的,那么如果某个线程关闭了文件,而另一个线程仍然试图访问它,则可能会发生这种情况。

(因为文件描述符,如地址空间,是全局的,并且对于进程的所有线程都是通用的)

您可以使用strace来了解已完成的系统调用。