c - 如果进程终止但系统继续运行， WriteFile() 会是原子的吗？

Question

如果我的进程在随机时刻终止但操作系统继续正常运行，Windows 会保证对 WriteFile 的个别调用吗？是原子的(又名全有或全无)？
或者我可以获得部分/撕裂的写入？

---

注意:我特意不征求有关如何练习防御性编码的建议。

这是一个严格关于 Microsoft Windows 操作系统本身行为的问题。

要 100% 完美地一目了然，我们可以并且明确地确实相信用户代码的行为是正常的。没有没有未定义的行为 或任何类似的行为。假定所有进程终止都是通过明确定义的行为发生的，例如未处理的异常或调用TerminateProcess，不是内存损坏等。

另外，请特别注意这里不需要担心 C++ 析构函数；这是 C。

我希望所有关于用户代码的次要问题都可以解决。

Answer 1

WriteFile 在您的进程在执行时被终止的情况下肯定不是原子的，如果您的进程没有被杀死，它甚至不是原子的。

此外，“全部写入或不写入” 甚至不是原子写入的正确定义。所有的都可以被写入，但与来自另一个进程的独立写入混合在一起。如果保证写入是原子的，则必须保证(读作:锁定)这不会发生。

除了实现适当的原子性会带来相当大的额外麻烦，而且对于普通日常用户而言几乎没有任何好处，您还可以猜测 WriteFile 不是原子性的:

1. API 文档中未提及。您可以打赌，这会被突出地提及，因为它是一个非常重要的、与众不同的功能。
2. 存在 lpNumberOfBytesWritten 参数。写入可能仍会失败(例如磁盘已满)，但如果该函数保证是原子的，您就会知道它是成功还是失败，并且您已经知道要写入多少字节，因此不需要返回该数字。
3. 存在TxF .尽管 TxF 所做的不仅仅是使单个写入原子化，但有理由假设微软不会浪费大量时间和金钱来实现这样一个野兽，因为“正常”文件系统操作已经或多或少地工作了。<
4. 据我所知，没有其他主流操作系统提供这样的保证。 Linux 确实对 writev(但对 write)提供了某种原子性保证，因为您的写入不会与来自其他进程的写入混合.但这与在进程终止时保证原子性完全不同。

但是，在使用 FILE_FLAG_NO_BUFFERING 打开的句柄上的重叠写入在技术上在进程终止方面是原子的(但不是在故障方面，例如磁盘已满或任何其他方面!)。诚然，这样说在实现细节上有点诡辩，并不是操作系统给出的实际保证，但从某种角度来说，这样说肯定是正确的。
无法终止正在执行无缓冲、重叠 I/O 操作的进程。那是因为操作系统正在执行 DMA 传输到该进程的地址空间。这当然意味着进程不能终止，因为操作系统会回收物理页面。因此，当此类 I/O 操作正在运行时，操作系统将拒绝终止进程。
您可以通过发出几个大的无缓冲重叠请求(几 GB)来验证这一点，并尝试在任务管理器中终止您的进程。它只会在 I/O 完成时被杀死(因此，几秒钟后)。当您第一次看到它发生并且没想到会发生时，这会是一个很大的惊喜!