Question

我正在用C ++实现一些文件系统。到目前为止，我正在使用fstream，但我意识到无法以独占模式打开它。由于有许多线程我想允许多次读取，并且在写入模式下打开文件时我想以独占模式打开文件？
最好的方法是什么？我认为Boost提供了一些功能。还有其他可能性吗？我还想看一个简单的例子。如果用C ++做起来不容易/好，我也可以用C语言编写。

我正在使用Windows。

Answer 1

在许多操作系统上，它根本不可能，所以C ++ 不支持它。你必须自己编写streambuf。如果你担心的唯一平台是Windows，你可以可能使用它提供的独家开放模式。但是，更有可能的是，您会想要使用某种文件锁定，这是更精确的，如果没有，大多数可用所有平台（但不是便携式） - 你需要LockFileEx 在Windows下，在Unix下为fcntl。

在Posix下，您还可以使用pthread_rwlock。 Butenhof 使用经典互斥体和。来实现这个条件变量，存在于C ++ 11中，所以你可以实际上实现了一个便携版本（提供所有的读者和作者在同一个过程中 - Posix 请求将跨进程边界工作，但事实并非如此对于C ++线程原语来说是真的。）

Answer 2

如果您的应用仅适用于Windows，则可以选择win32 API函数“CreateFile()”。

例如：HANDLE hFile = :: CreateFileW（lpszFileFullPathName，GENERIC_WRITE，FILE_SHARE_READ，NULL，OPEN_EXISTING，NULL，NULL）;

Answer 3

如果你愿意使用boost，那么我建议你使用file_lock类。这意味着您要保留打开/关闭的文件的文件名，因为fstream不会为您执行此操作。

它们有两种模式lock()，你可以用它们来写（即一次只有一个这样的锁，可共享的锁也可以阻止这种锁）和你可以用来读取的lock_sharable()（即任意数量的线程都可以获得这样的锁定。）

请注意，您会发现以这种方式管理，读取和写入最终都很复杂。也就是说，如果总有人要阅读，那么可共享锁可能永远不会被释放。在这种情况下，独家锁将永远不会有机会......

// add the lock in your class
#include <boost/interprocess/sync/file_lock.hpp>
class my_files
{
...
private:
    ...
    boost::file_lock     m_lock;
};

现在，当您想要访问某个文件时，可以按照这种方式锁定它。如果线程在他们这样做时负责，您可以为用户添加访问锁的功能。如果my_files中的读写函数的实现是负责的，那么你想得到一个基于堆栈的对象，为你锁定和解锁（RAII）：

class safe_exclusive_lock
{
public:
    safe_exclusive_lock(file_lock & lock)
        : m_lock_ref(lock)
    {
        m_lock_ref.lock();
    }
    ~safe_exclusive_lock()
    {
        m_lock_ref.unlock();
    }
private:
    file_lock & m_lock_ref;
};

现在你可以安全地锁定文件（即你锁定，执行可能抛出的东西，你总是在退出当前的{} -block之前解锁）：

ssize_t my_files::read(char *buf, size_t len)
{
    safe_exclusive_lock guard(m_lock);
    ...your read code here...
    return len;
} // <- here we get the unlock()

ssize_t my_files::write(char const *buf, size_t len)
{
    safe_exclusive_lock guard(m_lock);
    ...your write code here...
    return len;
} // <- here we get the unlock()

file_lock使用一个文件，因此每当创建file_lock时，您都希望已经创建了fstream文件。如果可能没有在构造函数中创建fstream文件，您可能希望在唯一指针中转换m_lock变量：

private:
    std::unique_ptr<file_lock>  m_lock;

当你引用它时，你现在需要一个星号：

safe_exclusive_lock guard(*m_lock);

请注意，为了安全起见，您应该检查指针是否确实已分配，如果未定义，则表示该文件尚未打开，因此我建议您抛出：

if(m_lock)
{
    safe_exclusive_lock guard(*m_lock);
    ...do work here...
}
else
{
    throw file_not_open();
}
// here the lock was released so you cannot touch the file anymore

在开放状态下，您可以创建锁：

bool open(std::string const & filename)
{
    m_stream.open(...);
    ...make sure it worked...
    m_lock.reset(new file_lock(filename));
    // TODO: you may want a try/catch around the m_lock and
    //       close the m_stream if it fails or use a local
    //       variable and swap() on success...
    return true;
}

不要忘记在关闭时释放锁定对象：

void close()
{
    m_lock.reset();
}

Answer 4

如果已经在写入模式下打开文件，您可以手动阻止自己打开文件。只需在内部跟踪您在写入模式下打开的文件。

也许您可以对文件名进行哈希处理，并在使用写访问权限打开时将其存储在表中。这将允许快速查找以查看文件是否已被打开。

Answer 5

您可以重命名该文件，使用新名称对其进行更新，然后将其重命名。我已经做到了，但它有点沉重。

如何在C ++中以独占模式打开文件

5 个答案: