锁定多个进程同时将其日志写入文件的可能性

Question

我发现了在多进程环境中使用 fputs 和 fflush 的一些错误。 所以我编写了如下的简单代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include "windows.h"
#define FILENAME "test.txt"

int main(int argc , char *argv[]) 
{ 
    FILE *file; 
    file = fopen(FILENAME , "a"); 

    char buf[10240 + 100];
    int pid = GetCurrentProcessId();
    char buf_pid[20];
    itoa(pid, buf_pid, 10);

    int ii = 0;
    while(ii < 10000)
    {
        time_t     now = time(0);
        struct tm  tstruct;
        char       tt[80];
        tstruct = *localtime(&now);
        strftime(tt, sizeof(tt), "%Y/%m/%d %X", &tstruct);

        strcpy(buf, tt); 
        strcpy(buf + strlen(tt), " ");
        strcpy(buf + strlen(tt) + 1, buf_pid);
        strcpy(buf + strlen(tt) + strlen(buf_pid), " ");

        int len = strlen(tt) + strlen(buf_pid) + 1;

        int a = rand()%10240;
        char temp;
        for(int i=0;i<a;i++)
        {
            temp = 'a' + rand()%25;
            memset(buf + len, temp, 1);
            len++;
        }
        buf[len++] = '\n';
        buf[len++] = 0;

        //Sleep(1);
        printf("%d %s %d %d\n", ii, tt, pid, a);
        fputs(buf, file);
        fflush(file);**

        ii++;
    }

我运行了一些批处理文件，如下所示：

start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe
start filewrite.exe

当然，结果如下所示。

2019/11/08 22:57:14 261 rjatydimofugclqurclqecdrhvqsuwbvntmryktdl..
2019/11/08 22:57:14 261 ixoqldswtmhmjxqedqkprngproxvfpeuagbsxexje..
2019/11/08 22:57:14 261 skrhmutgpnkpwopudobptikjrfogdeairwyglcrqe..
2019/11/08 22:57:14 261 sqytmhtrnqkrtnfigwgcvvacgklmcjxinhehaqish..
2019/11/08 22:57:14 261 pvdvsfksuonldbwstvgflwjpecfymtfdrsnxlqqod..
2019/11/08 22:57:14 261 oqatxghvkhhjyvgnlymcjapedmpdakuuphbxnuqtd..
2019/11/08 22:57:14 261 ufrjkikbwvlvjejhpnndyebmgfjbmwvldsrlephow..
..

没有明确的互斥体，所以 fputs 和 fflush 不是自动的。 我知道 fputs 是用它在操作系统内核中的句柄将文本写入文件的缓冲区 fflush 是将缓冲区刷新到磁盘中。虽然没有同步对象，但访问每个缓冲区或刷新代码的顺序将保持不变。

上面的代码是否可能发生锁定？ 或者如果有多个进程正在写入 2 个文件， 可以锁吗？

我找到了相关的好文章，但我不相信它真的会发生。 Is a sync/flush needed before writes to a locked file from multiple threads/processes in fopen a+ mode? fputs and fflush, writing and buffer process

谢谢！

Answer 1

程序中有一个“隐藏”锁 - 当代码打开日志文件时，它使用 APPEND 模式（“a”打开）。这将导致在 open 系统调用上设置标志 O_APPEND。

引用 man open:

O_APPEND 该文件以附加模式打开。在每次 write(2) 之前，文件偏移量位于 文件的结尾，就像使用 lseek(2) 一样。文件偏移量的修改和 写操作作为单个原子步骤执行。

该标志保证每个“写入”操作（每当执行 printf 以将行刷新到文件时执行）将是原子的，并且不会与其他进程的输出混合。 同步和锁定发生在操作系统内核中，无需用户操作。