理解原子操作

题目

 编写一个程序，最多可接收3个命令行参数：

$ ./5-3 filename num-bytes [-x]

该程序打开指定的文件，然后每次写入一个字节的方式，向尾部追加num-bytes字节。缺省情况下，打开文件的标志应有O_APPEND，但若存在第三个命令行参数，那么就使用lseek到文件末尾再进行写入。最后运行这两个命令查看结果：

./5-3 f1 1000000  & ./5-3 f1 1000000 
和
./5-3 f1 1000000 -x & ./5-3 f1 1000000 -x

代码

#include <ctype.h>
#include "tlpi_hdr.h"
#include <stdbool.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    char ch;
    char byte='a';
    bool x = FALSE;
    int fd=-1,cnt;
    /* 读取选项 */
    if (argc < 3)
    {
        usageErr("filename num-bytes [-x]\n");
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    while ((ch = getopt(argc, argv, "x")) != -1)
    {
        switch (ch)
        {
        case 'x':
            printf("have x\n");
            x = TRUE;
            break;
        default:
            usageErr("filename num-bytes [-x]\n");
            break;
        }
    }
    
    if (x)//有x的情况
    {
        //当判断到了-x后，参数会被重新排列
        cnt=atoi(argv[3]);
        byte='x';
        //改成lseek来调整
        fd=open(argv[2],O_RDWR | O_CREAT , S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH | S_IWOTH);
        if(fd==-1)
        {
            errExit("open");
        }
        while(cnt)
        {
            lseek(fd,0,SEEK_END);
            write(fd,&byte,1);
            cnt--;
        }   
    }else
    {   
        cnt=atoi(argv[2]);
        //只写 追加 证明了O_APPEND是原子操作，使用时不会受多线程的影响
        fd=open(argv[1],O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH | S_IWOTH);
        if(fd==-1)
        {
            errExit("open");
        }
        while(cnt)
        {
             write(fd,&byte,1);
            cnt--;
        }
    }

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

结果

• 不带-x参数

  $ ./5-3 f1 1000000 & ./5-3 f1 1000000 
  $ ls -lh f1
  -rw-rw-r-- 1 zqh zqh 2.0M 5月   9 10:38 f1

• 带-x参数

  $ ./5-3 f1 1000000 -x & ./5-3 f1 1000000 -x
  $ ls -lh f1
  -rw-rw-r-- 1 zqh zqh 1010K 5月   9 10:46 f1

• 总结

   使用O_APPEND参数打开的文件属于原子操作，两个不同的进程对一个文件做输入，是不可分割的操作  使用lseek操作，不属于原子操作。

扩展

 我尝试修改了这个程序名为5-3.1，并且查看结果 | | 原程序 | 新程序 | |-- |----------|----------| |无 -x |写入a |写入b | |有 -x |写入x |写入y |

• 不带-x参数