unix - 如何在两个进程之间安全地共享文件描述符？

Question

这是一个后续问题，以 UNIX 为中心，到 my previous question here .

我想知道进程打开的文件描述符是否可以安全地用于 fork 进程。

我通过同时运行数百个进程来运行一些测试，所有进程都连续写入同一个文件描述符。我发现:

• 当 fwrite() 调用达到 8192 字节时，所有调用都被完美序列化并且文件正常。
• 当 fwrite() 调用超过 8192 字节时，字符串被分成 8192 字节的 block ，这些 block 随机写入文件，最终损坏。

我尝试使用 flock()，但没有成功，因为每个进程都试图锁定/解锁相同的文件描述符，这没有意义。结果是一样的。

有没有办法在所有进程之间安全地共享文件描述符，并使所有 fwrite() 调用正确序列化？

Answer 1

首先需要注意的是stdio缓冲区。因为您使用的是 stdio (fwrite()) 而不是系统调用 directlr (write())，所以您不知道数据何时会真正刷新到文件中.要绕过这个问题，您必须在每次释放锁之前刷新关键部分内的 stdio 缓冲区:

take the lock
fwrite(foo, ...);
fflush(thefile);
release the lock

...或者您可以切换到直接使用 write()。

现在，回到主要问题:如何锁定文件，以便一次只有一个进程可以独占访问该文件。

您可能会也可能不会使用 flock()。这取决于不同进程如何获取同一文件的文件描述符。 flock() 锁与打开的文件表条目相关联。因为 fork() 和 dup() 创建了引用相同文件表条目的新文件描述符，所以它们是来自 flock() 的观点，所以在这种情况下你不能使用 flock()。另一方面，如果每个进程直接使用 open() 打开自己的文件副本，那么您可以使用 flock()。

fcntl() 风格的锁定不会遇到这个问题(它会遇到不同类型的问题!)。 fcntl() 锁是针对每个进程的，因此进程如何获取同一文件的文件描述符并不重要。

所以我建议您尝试使用 fcntl() 样式的锁定:

struct flock ll;

/* lock */
ll.l_start = ll.l_len = ll.l_whence = 0; /* lock the whole file */
ll.l_type = F_WRLCK; /* exclusive lock */
fcntl(fd, F_SETLKW /* or F_SETLK */, &ll);

/* unlock */
ll.l_type = F_UNLCK;
fcntl(fd, F_SETLKW /* or F_SETLK */, &ll);