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我有一个案例，其中有两个进程作用于同一个文件 - 一个作为编写器，一个作为读取器。该文件是一个单行文本文件，作者在循环中重写该行。读者阅读该行。伪代码如下所示：

作家进程

char buf[][18] = {
"xxxxxxxxxxxxxxxx",
"yyyyyyyyyyyyyyyy"
};
i = 0;
while (1) {
 pwrite(fd, buf[i], 18, 0);
 i = (i + 1) % 2;
}

读者进程

while(1) {
  pread(fd, readbuf, 18, 0);
  //check if readbuf is either buf[0] or buf[1]
}

在运行这两个进程一段时间后，我可以看到readbufisxxxxxxxxxxxxxxxxyy或yyyyyyyyyyyyyyyyxx.

我的理解是，对于最大 512 字节的大小，写入将是原子的。但从我的实验来看，原子性似乎只有 16 个字节。

手册页没有说明普通文件的原子性，它只提到了 512 字节的管道原子性。

我已经用 tmpfs 和 ext4 试过了，结果是一样的。使用O_SYNC, ext4 写入变得原子化，我理解它，因为写入在到达磁盘之前不会返回，但对 tmpfs ( )O_SYNC没有帮助。/dev/shm

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POSIX 不提供任何最低限度的原子操作保证，read除了write管道上的写入PIPE_BUF（保证高达（≥ 512）字节的写入是原子的，但读取没有原子性保证）。read和的操作write以字节值来描述；除了管道之外，write与围绕单字节write操作的循环相比，操作没有提供额外的保证。

我不知道 Linux 会提供任何额外的保证，无论是 16 还是 512。在实践中，我希望它取决于内核版本、文件系统，还可能取决于其他因素，例如底层块设备、 CPU 数量、CPU 架构等。

和保证（O_SYNC同步I/O 数据完整性完成O_RSYNC，在 POSIX的可选SIO功能中给出）不是您需要的。它们保证在or系统调用之前将写入提交到持久存储，但不对在操作进行时启动的a 提出任何声明。O_DSYNCreadwritereadwritewriteread

在您的场景中，读取和写入文件看起来不像正确的工具集。

  • 如果您只需要传输少量数据，请使用管道。不要太担心复制：在大多数处理或上下文切换的规模上，复制内存中的数据非常快。另外，Linux 非常擅长优化副本。
  • 如果您需要传输大量数据，您可能应该使用某种形式的内存映射：如果不需要磁盘支持，则可以使用共享内存段，或者mmap如果需要。这并不能神奇地解决原子性问题，但可能会提高适当同步机制的性能。要执行同步，有两种基本方法：
    • 生产者将数据写入共享内存，然后向消费者发送一个通知，指出哪些数据可用。消费者仅根据请求处理数据。通知可以使用相同的通道（例如mmap+ msync）或不同的通道（例如管道）。
    • 生产者将数据写入共享内存，然后刷新写入（例如msync）。然后生产者将一个众所周知的值写入一个机器字（asig_atomic_t通常会起作用，尽管它的原子性仅对信号有形式上的保证——或者实际上是 a uintptr_t）。消费者读取一个机器字，并且仅当该字具有可接受的值时才处理相应的数据。
于 2016-02-24T00:54:05.670 回答
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原子性PIPE_BUF要求适用于管道和 FIFO。POSIX 为常规文件提供了不同的原子性要求，但 Linux 内核不符合要求。常规文件原子性要求出现在2.9.7 与常规文件操作的线程交互中。每当 write() 实现返回某个正值 N 时，整个 N 字节写入应该是原子的。（符合标准的 write() 实现可以选择始终返回小于或等于 1 的值，一次只接受一个字节，在这种情况下，原子性没有实际好处。）

虽然有些人 公开认为 常规文件原子性仅适用于共享进程的线程，但 POSIX 没有先例将“两个线程”写成“同一个进程的两个线程”。此外，关于“无论何时成功关闭文件描述符，无论是什么原因导致（例如 [...] 进程终止）都应适用”的部分在隔离到一个进程的线程的要求中将是多余的。

于 2022-01-27T08:06:31.483 回答