c - write() 返回后立即从文件中读取() 是否安全？

Question

我有一个非常具体的应用程序，我需要一个具有持久存储的自动增量变量。

准确地说，我将 int 变量的十进制表示形式存储在一个文件中。为了生成下一个数字，我从文件中 read()，将内容转换回 int，加 1 和 write() 返回文件。我不需要并发访问这些数据。只有来自一个进程的一个线程调用函数来检索自动递增数。该程序在嵌入式环境中运行，没有人可以访问控制台，因此安全性不应该是一个问题。如果重要的话，它可以在 MIPS 上的 Linux 2.6.24 上运行。
问题是，我没有得到 100% 可重现的结果。有时我会收到重复的数字，这对我的申请来说是 Not Acceptable 。

我的实现如下。

在启动应用程序时，我有:

int fd = open("myfile", O_RDWR|O_CREAT|O_SYNC, S_IRWXU|S_IRWXG|S_IRWXO);

自增函数:

int get_current(int fd)
{
    char value[SIZE];
    lseek(fd, 0, SEEK_SET);
    read(fd, value, SIZE);
    return atoi(value);
}

int get_next(int fd)
{
    char value[SIZE];
    int cur = get_current(fd);
    memset(value, 0, SIZE);
    sprintf(value, "%d", cur + 1);
    lseek(fd, 0, SEEK_SET);
    write(fd, value, SIZE);
    //fsync(fd);  /* Could inserting this be the solution? */
    return (cur + 1);
}

为了代码的可读性，我特意省略了上面的错误检查。我有代码来检查所有系统调用的返回值。

代码本来是别人写的，现在发现了这个问题，解决的第一步就是找出是什么原因造成的。我担心这可能与缓存文件访问的方式有关。我知道当我 write() 时，我无法保证数据确实到达了物理介质，但是调用 read() 而不调用 fsync 是否安全() 并仍然得到可预测的结果？如果是，那我就没主意了；)

感谢您通读。

Answer 1

是的，写入后立即阅读是安全的。在类 Unix 系统中，当 write() 返回时，数据安全地位于内核缓冲池中，并将返回给需要读取数据的其他进程。类似的注释适用于使用 O_SYNC、O_DSYNC、O_FSYNC(确保数据写入磁盘)和 Windows 系统。显然，当 aio_write() 调用返回时，异步写入不会完成，但会在发出完成信号时完成。

但是，您的问题出现了，因为您不能确保一次有一个进程或线程访问该文件。您必须确保获得串行访问，这样您就不会同时从文件读取两个进程(或线程)。这是 DBMS 术语中的“丢失更新”问题。

您需要确保一次只有一个进程可以访问。如果您的进程合作，您可以使用建议锁定(通过 POSIX 系统上的 fcntl())。如果您的流程不合作，或者您不确定，您可能需要进行强制锁定，或者完全使用其他一些技术。