沙巴平台博彩 - 沙巴博彩 - Home 当前位置:首页>沙巴平台博彩 - 沙巴博彩 - Home>正文

沙巴平台博彩 - 沙巴博彩 - Home

发布时间:2019-03-26

原标题:linux系统编程:IO读写过程的原子性操作实验

linux系统编程:IO读写过程的原子性操作实验


所谓原子性操作指的是:内核保证某系统调用中的所有步骤(操作)作为独立操作而一次性加以执行,其间不会被其他进程或线程所中断。

举个通俗点的例子:你和女朋友OOXX的时候,突然来了个电话,势必会打断你们高潮的兴致,最好的办法就是,你们做这事的时候,把通讯设备关机,就能确保,这次的事情很圆满的完成,这就是一次原子性操作。

在多进程IO过程中,如果操作不具有原子性,就可能会导致数据混乱,相互覆盖等情况。这种现象也叫竞争状态。

所谓竞争状态指的是:操作共享资源的两个进程(或线程),其结果取决于一个无法预期的顺序,因为进程获取的cpu执行时间是不确定的。

1,假想的,以独占方式创建一个文件

下面这段代码,用open和O_CREAT标志演示一个独占方式创建文件, 什么叫独占方式创建文件?  就是该进程始终认为这个文件是他打开的,或者是他创建的

 1 /*================================================================
 2 *   Copyright (C) 2018 . All rights reserved.
 3 *   
 4 *   文件名称:bad_exclusive_open.c
 5 *   创 建 者:ghostwu(吴华)
 6 *   创建日期:2018年01月11日
 7 *   描    述:
 8 *
 9 ================================================================*/
10 
11 #include <stdio.h>
12 #include <sys/types.h>
13 #include <sys/stat.h>
14 #include <fcntl.h>
15 #include <stdlib.h>
16 #include <string.h>
17 #include <sys/types.h>
18 #include <unistd.h>
19 #include <errno.h>
20 
21 
22 int main(int argc, char *argv[])
23 {
24     if( argc < 2 || strcmp( argv[1], "--help" ) == 0 ){
25         printf( "usage:%s filename
", argv[0] );
26         exit( -1 );
27     }
28 
29     printf( "pid=%d, %s文件不存在
", getpid(), argv[1] );
30 
31     int fd = -1;
32 
33     fd = open( argv[1], O_WRONLY );
34     if( fd < 0 ){
35         sleep( 5 );
36         printf( "pid=%d, 结束睡眠
", getpid() );
37         //其他错误原因,导致文件打开失败
38         if( errno != ENOENT ) {
39             perror( "open" );
40             exit( -1 );
41         }else {
42             //文件不存在 导致文件打开失败
43             fd = open( argv[1], O_WRONLY | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR );    
44             if( fd < 0 ) {
45                 printf( "文件%s创建失败
", argv[1] );
46                 exit( -1 );
47             }
48             printf( "文件%s,创建并打开成功:fd=%d
", argv[1], fd );
49             printf( "进程id=%d
", getpid() );
50             close( fd );
51         }
52     }else {
53         printf( "文件%s,打开成功:fd=%d
", argv[1], fd );
54         printf( "进程id=%d
", getpid() );
55         close( fd );
56     }
57 
58 
59     return 0;
60 }
View Code

假如,我们要创建一个不存在的test.txt文件。

为了演示方便,在程序第一次判断文件不存在的情况下,让进程挂起( sleep 5 )交出cpu的执行时间,这个时候,我们可以这样测试,两种方法:

1,在另一个终端,登录另一个账户(如root账户),创建test.txt文件

2,在另一个终端,再开启一个进程

方法一:用shell脚本创建一个test.txt,并赋予其他组的权限为rw

createfile.sh

1 #!/bin/bash
2 #创建文件,并改变权限配合测试
3 
4 touch test.txt
5 sudo chmod a+rw test.txt

实验结果:左边的进程依然认为这个文件是他创建并打开的!

方法二,在另一个终端,再开一个进程测试 

两个进程都认为,test.txt是他们自己创建并打开的

2,如何保证独占方式创建一个文件?

 非常简单,只需要把加一个标志O_EXCL,结合O_CREAT

fd = open( argv[1], O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL, S_IRUSR | S_IWUSR );

再次按照上面的2种方式测试,得到的结果就是:

如果在sleep期间,别的进程创建了文件,那么该进程会报错

3,seek与write结合,产生相互覆盖

 1 /*================================================================
 2 *   Copyright (C) 2018 . All rights reserved.
 3 *   
 4 *   文件名称:seek_file.c
 5 *   创 建 者:ghostwu(吴华)
 6 *   创建日期:2018年01月11日
 7 *   描    述:
 8 *
 9 ================================================================*/
10 
11 #include <stdio.h>
12 #include <stdlib.h>
13 #include <string.h>
14 #include <sys/types.h>
15 #include <sys/stat.h>
16 #include <fcntl.h>
17 #include <sys/types.h>
18 #include <unistd.h>
19 
20 #ifndef BUFSIZE
21 #define BUFSIZE 50
22 #endif
23 
24 
25 int main(int argc, char *argv[])
26 {
27     if( argc < 3 || strcmp( argv[1], "--help" ) == 0 ) {
28         printf( "usage:%s filename w<string>
", argv[1] );
29         exit( -1 );
30     }
31 
32     if( argv[2][0] != "w" ) {
33         printf( "必须以w开头
" );
34         exit( -1 );
35     }
36 
37     int fd = -1;
38     fd = open( argv[1], O_RDWR );
39     
40     if( fd < 0 ) {
41         printf( "文件%s打开失败
", argv[1] );
42         exit( -1 );
43     }
44 
45     if ( -1 == lseek( fd, 0, SEEK_END ) ) {
46         printf( "指针移动到尾部失败
" );
47         exit( -1 );
48     }
49 
50     sleep( 5 );
51 
52     char buf[BUFSIZE];
53     ssize_t nwrite;
54 
55     strcpy( buf, &argv[2][1] );
56 
57     nwrite = write( fd, buf, strlen( buf ) );
58     if( -1 == nwrite ) {
59         printf( "文件写入失败
" );
60         exit( -1 );
61     }
62     printf( "pid=%d,向文件%s写入了%ld个字节
", getpid(), argv[1], nwrite );
63 
64     return 0;
65 }
View Code

如果第一个进程执行到seek与write之间,交出 cpu, 被执行相同代码的第二个进程中断,那么这两个进程在写入数据前都把指针移动到相同的位置,如果一个进程先完成,那么后一个进程会覆盖前面进程写入的数据

试验结果:

第二个进程后结束: 第一个进程写入的123被第二个进程的4567覆盖,产生结果 4567

第一个进程后结束:第一个进程写入的4567被第二个进程的123覆盖,产生结果 1237

如何避免数据覆盖?打开文件时候,加入O_APPEND标志

fd = open( argv[1], O_RDWR | O_APPEND );

 

 

总结:

1)理解原子性操作

2)理解标志O_CREAT与O_EXCL结合的意义

3)理解O_APPEND标志

4)理解竞争状态

  

当前文章://content/18-10-24/90306/content_2869869695.html

发布时间:2019-03-26 00:26:44

澳门金沙国际娱乐_www.4066.com_9159金沙官网 千赢国际_www.qy8.vip_千赢国际官方网站 菲特娱乐下载 东方汇娱乐会所团购 类似龙虎国际有哪些 

责任编辑:建帝王顺