Linux下多个进程或线程同时对一个文件进行写操作和access函数

本文介绍了在Linux环境下使用flock函数实现文件的共享和互斥锁定,避免多个进程或线程同时写入同一文件引发的数据冲突。同时,还探讨了access函数用于检查文件的访问权限。

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Linux下多个进程或线程同时对一个文件进行写操作和access函数


Linux下多个进程或线程同时对一个文件进行写操作,如何解决冲突?
使用flock(锁定文件或解除锁定),简单可行!
先介绍一下flock函数吧
头文件 #include<sys/file.h>
定义函数 int flock(int fd,int operation);
函数说明 flock()会依参数operation所指定的方式对参数fd所指的文件做各种锁定或解除锁定的动作。此函数只能锁定整个文件,无法锁定文件的某一区域。
参数
operation有下列四种情况:
LOCK_SH 建立共享锁定。多个进程可同时对同一个文件作共享锁定。
LOCK_EX 建立互斥锁定。一个文件同时只有一个互斥锁定。
LOCK_UN 解除文件锁定状态。
LOCK_NB 无法建立锁定时,此操作可不被阻断,马上返回进程。通常与LOCK_SH或LOCK_EX 做OR(|)组合。
单一文件无法同时建立共享锁定和互斥锁定,而当使用dup()或fork()时文件描述词不会继承此种锁定。
返回值 返回0表示成功,若有错误则返回-1,错误代码存于errno。
上代码!

#include <sys/file.h> //flock header file
#include <unistd.h> //ftruncate header file
FILE *fin;
//读写打开一个文本文件,允许读和写
fin = fopen(szFile, "rt+");
if (!fin)
{
cout << "Fail to open the file: " << szFile << endl;
return;
}
//建立排他锁,阻塞方式
if ( (flock(fileno(fin), LOCK_EX)) < 0 )
{
cout << "Fail to lock the file: " << szFile << endl;
return;
}
本程序需要每次清空后重写
ftruncate(fileno(fin), 0); //清空文件
//写文件
......
//解除锁
if ( (flock(fileno(fin), LOCK_UN)) < 0 )
{
cout << "Fail to unlock the file: " << szFile << endl;
return;
}
fclose(fin);




linux C之access函数 



access():判断是否具有存取文件的权限
相关函数
    stat,open,chmod,chown,setuid,setgid
表头文件
    #include<unistd.h>
定义函数
    int access(const char * pathname, int mode);

函数说明
    access()会检查是否可以读/写某一已存在的文件。参数mode有几种情况组合, R_OK,W_OK,X_OK 和F_OK。R_OK,W_OK与X_OK用来检查文件是否具有读取、写入和执行的权限。F_OK则是用来判断该文件是否存在。由于access()只作权限的核查,并不理会文件形态或文件内容,因此,如果一目录表示为“可写入”,表示可以在该目录中建立新文件等操作,而非意味此目录可以被当做文件处理。例如,你会发现DOS的文件都具有“可执行”权限,但用execve()执行时则会失败。
返回值
    若所有欲查核的权限都通过了检查则返回0值,表示成功,只要有一权限被禁止则返回-1。
错误代码
    EACCESS 参数pathname 所指定的文件不符合所要求测试的权限。
    EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内。
    EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间。
    EINVAL 参数mode 不正确。
    ENAMETOOLONG 参数pathname太长。
    ENOTDIR 参数pathname为一目录。
    ENOMEM 核心内存不足    
    ELOOP 参数pathname有过多符号连接问题。
    EIO I/O 存取错误。
附加说明
    使用access()作用户认证方面的判断要特别小心,例如在access()后再做open()的空文件可能会造成系统安全上的问题。

范例

#include<unistd.h>
int main()
{
    if (access(“/etc/passwd”,R_OK) = =0)
        printf(“/etc/passwd can be read\n”);
}
执行
/etc/passwd can be read 




### Linux线程 C/C++ 程序示例 #### 创建多线程应用 在Linux环境下,创建一个线程应用程序通常依赖于POSIX Threads (pthreads) 库。下面是一个简单的C语言程序,展示了如何创建一个包含三个线程的应用程序。 ```c #include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> void *thread_function(void *arg); int main() { pthread_t threads[3]; int thread_ids[3] = {0, 1, 2}; for(int i=0; i<3; ++i){ if(pthread_create(&threads[i], NULL, &thread_function, (void *)&thread_ids[i]) != 0){ perror("Failed to create thread"); exit(EXIT_FAILURE); } } // Wait for all three threads to complete. for(int i=0; i<3; ++i){ pthread_join(threads[i], NULL); } printf("All threads have completed.\n"); return EXIT_SUCCESS; } void *thread_function(void *arg) { int id = *(int *) arg; printf("Thread %d is running\n", id); // Simulate some work being done by the thread. sleep(id + 1); printf("Thread %d has finished its task.\n", id); pthread_exit(NULL); } ``` 这段代码定义了一个`main()`函数用于初始化管理线程生命周期,并实现了每个线程要执行的任务逻辑——即`thread_function()`函数[^1]。 #### 使用信号量实现线程间的同步 为了使线程能够按特定顺序执行某些操作,可以引入信号量机制来进行控制: ```c #include <semaphore.h> // Add this header file. // Global semaphore variable declaration outside any function. sem_t sem; void init_semaphore(){ sem_init(&sem, 0, 1); // Initialize with value 1 allowing one resource access at a time. } void acquire_resource(){ sem_wait(&sem); // Decrease semaphore count before accessing shared resources. } void release_resource(){ sem_post(&sem); // Increase semaphore count after releasing shared resources. } ``` 以上片段提供了基本的信号量接口,允许程序员指定何时以及哪些线程可以获得对临界区(Critical Section)其他有限资源的访问权限。 #### 利用消息队列进行跨线程通讯 对于更复杂的场景下需要传递数据结构而非简单通知,则可考虑采用消息队列的方式: ```c #include <mqueue.h> // For message queue operations. mqd_t mq_open(const char *name, int oflag,... /* attr */ ); ssize_t mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len,unsigned int msg_prio); ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr,size_t msg_len,unsigned int *msg_prio); ``` 这里给出了几个常用的消息队列API声明,具体使用时需遵循相应参数规则构建发送方与接收方之间的通信链路。 #### 共享内存作为高效的数据交换手段 当涉及到大量数据传输频繁交互需求时,共享内存可能是最优的选择之一: ```c #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> key_t ftok(const char *pathname,int proj_id); int shmget(key_t key, size_t size, int flag); char* shmat(int shmid,const void *shmaddr,int shmflg); int shmdt(const void *shmaddr); ``` 上述命令帮助建立一段可供多个进程/线程共同读的物理地址区间,从而极大提高了性能表现的同时简化了编程模型设计复杂度。
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