c++ - 在多线程中安全使用 fstream 有哪些选项

Question

我正在创建自己的 IOsystem，它使用 fstream。将会有很多线程，我的问题是如何保证它的安全，这意味着允许从一个文件进行多次读取，但保持独占写入。因此，例如，如果有两个线程想要写入文件，我希望第二个线程等待，直到第一个线程关闭其 fstream。 这里Accessing a single file with multiple threads 建议使用 TMultiReadExclusiveWriteSynchronizer 但不确定它是否是最佳选择。 我的想法之一是保留 map 并在打开任何文件之前手动检查文件是否可以安全打开，如果不能使线程等待文件被释放。

编辑: 有没有办法以独占模式打开fstream？ 如果您认为 fstream 是在多线程环境中使用的最差选项，那么还有其他可能性吗？

Answer 1

诸如互斥锁之类的同步原语很有帮助。例如C++11标准库介绍 std::mutex 和 std::lock_guard .

一种可能性是围绕 operator<< 编写一个线程安全的包装器:

class FStreamWriter
{
    std::fstream *f;
    std::mutex mtx;
public:
    FStreamWriter(std::fstream *f) : f(f) {}

    template <typename T>
    FStreamWriter &operator<<(const T &x)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // <- Mutex to make it safe-thread
        (*f) << x;
        return *this;
    }
   // ...
};

fstream file("my_file.txt");

// ...

FStreamWriter fwriter(&file);

然后使用 fwriter各个线程中的对象:

fwriter << "Hello" << 1 << 2 << 3;

如果您不使用 C++11，还有许多替代方案，例如 Boost、Qt、POSIX、Windows-API 等，它们都具有互斥锁。但主要结构都是一样的