Question

我正在编写一个程序，它有一个写入线程和几个读取线程，可以写入/读取磁盘上的文件。我希望不会同时发生写/读。我发现许多使用pthread互斥锁来保护存储器阵列的例子，例如声明受保护的存储器阵列volatile。

volatile int array[NUMBER];
pthread_mutex_t locks[NUMBER];

pthread_mutex_lock(&locks[index]);
array[acct] -= SOME_NUMBER;
pthread_mutex_unlock(&locks[index]);

但是我找不到使用pthread来保护磁盘上文件的例子。

volatile FILE* array[NUMBER]; ??

有人能指出我正确的方向吗？我希望写/读线程不会同时访问磁盘上的文件。

编辑：我阅读了更多内容，根据此post，似乎多线程不适用于磁盘IO。

Answer 1

根据说明，您的问题是保护磁盘上的文件，而不是代表文件的流描述符（FILE*）。您可以尝试使用pthread的rwlock来同步多个线程之间的并发访问：

FILE *fp = fopen(...);
pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

// read thread:
char buf[BUFLEN];
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
fread(buf, sizeof buf, 1, fp);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);

// write thread:
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
fwrite(buf, sizeof buf, 1, fp);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);

请注意，这可以保护文件不被同一进程中的多个线程访问，这不能保护它不被系统上的多个进程访问。

Answer 2

这取决于你的意思是“不会同时访问磁盘上的文件”。既然你谈到pthreads，那就意味着你在POSIX系统上。 POSIX已经对多个进程和线程的文件访问提供了一定的保证。

如果使用原始系统调用read和write，则可以保证写入将是原子的。这意味着，如果同时发生read和write（意思是：您不知道哪个首先启动），则读取将看到写入文件的整个更改，或者没有看到（这里可能有一些例外的错误）。当然，多个线程读取和写入相同的文件描述符存在问题，因为读/写更新下一个读/写将发生的偏移。因此，如果某个其他线程可以触发搜索和写入之间的文件描述符，那么执行lseek然后write是不安全的。但是为此你有系统调用pread和pwrite来保证搜索+读/写将是原子的。

所以，只需进入问题描述的这一部分：

一个写入线程和一些读取线程，它们写入/读取磁盘上的文件。我希望不会同时发生写/读。

操作系统已经保证了这一点。我认为这个问题是“同时”是一个非常模糊的要求，因为几乎没有任何访问共享资源（如文件甚至内存）的东西同时发生。在考虑线程或任何并发时，您需要根据在其他事情之前/之后需要发生的事情来构建问题。

如何在C中使用pthread来防止同时读写磁盘上的文件？

2 个答案: