c++ - 在多线程中安全使用 fstream 的选项有哪些

Question

我正在创建自己的 IOsystem，它使用 fstream。会有很多线程，我的问题是如何保证它的安全，这意味着允许从一个文件中多次读取但保持独占写入。因此，例如，如果有两个线程想要写入文件，我希望第二个线程等到第一个线程关闭其 fstream。这里Accessing a single file with multiple threads建议使用 TMultiReadExclusiveWriteSynchronizer 但不确定它是否是最佳选择。我的一个想法是只保留 map 并在打开任何文件之前手动检查它是否可以安全打开文件，否则让线程等待直到文件被释放。

编辑:有没有办法以独占模式打开fstream？如果您认为 fstream 是在多线程环境中使用的最糟糕的选择，还有哪些其他可能性？

Answer 1

诸如互斥量之类的同步原语很有用。例如 C++11 标准库介绍 std::mutex 和 std::lock_guard .

一种可能性是围绕operator<< 编写一个线程安全的包装器:

class FStreamWriter
{
    std::fstream *f;
    std::mutex mtx;
public:
    FStreamWriter(std::fstream *f) : f(f) {}

    template <typename T>
    FStreamWriter &operator<<(const T &x)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // <- Mutex to make it safe-thread
        (*f) << x;
        return *this;
    }
   // ...
};

fstream file("my_file.txt");

// ...

FStreamWriter fwriter(&file);

然后使用 fwriter各种线程中的对象:

fwriter << "Hello" << 1 << 2 << 3;

如果您不使用 C++11，则有许多替代方案，例如 Boost、Qt、POSIX、Windows-API 等，它们具有互斥量。但是它们的主要结构都是一样的