如何以独占模式在C++中打开文件

Question

我正在用C++实现一些文件系统。到目前为止，我使用的是fstream，但我意识到无法在独占模式下打开它。由于有很多线程我想允许多个读取，并且当在写入模式下打开文件时，我想以独占模式打开文件？
做什么是最好的方法？我认为Boost提供了一些功能。还有其他的可能吗？我也想看一个简单的例子。如果在C++中不容易/很好，我也可以用C语言编写。

我正在使用Windows。

Answer 1

那么你可以手动防止你打开一个文件，如果它已经被写入模式打开。只需在内部跟踪您在写入模式下打开的文件。

也许你可以散列文件名，并在打开写入权限后将其存储在表中。这将允许快速查找以查看文件是否已被打开。

Answer 2

在许多操作系统上，这根本不可能，所以C++ 不支持它。你必须写自己的streambuf。 如果您担心的唯一平台是Windows，则您可以使用 开放的独占模式。 更可能的，但是，你可能需要使用某种形式的文件 锁定，这是更准确，可在大部分的，如果不是 所有平台（但不包括可移植—您需要使用Windows，fcntl下LockFileEx 下Unix的）。

在Posix下，您还可以使用pthread_rwlock。 Butenhof 给出了这样的一个实现采用经典的互斥和 条件变量，这是目前在C++ 11，所以你可以 真正实现便携版（提供的所有 读者和作家都在同一个进程—了POSIX 请求将跨越进程边界工作，但这不是针对C++线程原语的 ）。

Answer 3

如果你的应用程序只能在Windows上运行，那么win32 API函数“CreateFile()”是你的选择。例如：HANDLE hFile = :: CreateFileW（lpszFileFullPathName，GENERIC_WRITE，FILE_SHARE_READ，NULL，OPEN_EXISTING，NULL，NULL）;

Answer 4

您可以重命名该文件，使用新名称进行更新，然后重新命名。我已经做到了，但有点沉重。

Answer 5

如果你打算使用boost，那么我建议你使用file_lock类。这意味着你想保留你打开/关闭的文件的文件名，因为fstream不会为你做这些。

他们有两种模式lock()，你可以使用书面形式（在时间，即只有一个这样的锁，共享锁也可以防止这种锁）和lock_sharable()，您可以使用阅读（即任意数量的线程能够取得这样的一把锁）。

请注意，您会发现以这种方式管理读写操作最终会变得很复杂。也就是说，如果总是有人阅读，那么可共享的锁定可能永远不会被释放。在这种情况下，排他锁永远不会有机会...

// add the lock in your class 
#include <boost/interprocess/sync/file_lock.hpp> 
class my_files 
{ 
... 
private: 
    ... 
    boost::file_lock  m_lock; 
}; 

现在当你想要访问一个文件时，你可以用某种方式锁定它。如果线程负责执行此操作，则可以为用户添加功能以访问该锁。如果你读的执行和写入功能my_files是主管，你想获得该锁基于堆栈的对象，并解锁你（RAII）：

class safe_exclusive_lock 
{ 
public: 
    safe_exclusive_lock(file_lock & lock) 
     : m_lock_ref(lock) 
    { 
     m_lock_ref.lock(); 
    } 
    ~safe_exclusive_lock() 
    { 
     m_lock_ref.unlock(); 
    } 
private: 
    file_lock & m_lock_ref; 
}; 

现在可以安全地锁定该文件（即你

ssize_t my_files::read(char *buf, size_t len) 
{ 
    safe_exclusive_lock guard(m_lock); 
    ...your read code here... 
    return len; 
} // <- here we get the unlock() 

ssize_t my_files::write(char const *buf, size_t len) 
{ 
    safe_exclusive_lock guard(m_lock); 
    ...your write code here... 
    return len; 
} // <- here we get the unlock() 

的file_lock使用文件，所以你会希望有每次创建file_lock已经创建了fstream的文件：锁，做的事情，可能会抛出，你总是退出当前的{} - 块）之前解锁。如果fstream的文件可能无法在构造函数来创建的，你可能会想改造m_lock变量的唯一指针：

private: 
    std::unique_ptr<file_lock> m_lock; 

当你引用它，你现在需要一个星号：

safe_exclusive_lock guard(*m_lock); 

请注意，为了安全，你应该检查一下指针是否确实分配，如果没有定义，这意味着该文件尚未打开，所以我建议你扔：

if(m_lock) 
{ 
    safe_exclusive_lock guard(*m_lock); 
    ...do work here... 
} 
else 
{ 
    throw file_not_open(); 
} 
// here the lock was released so you cannot touch the file anymore 

在日E打开，创建锁：

bool open(std::string const & filename) 
{ 
    m_stream.open(...); 
    ...make sure it worked... 
    m_lock.reset(new file_lock(filename)); 
    // TODO: you may want a try/catch around the m_lock and 
    //  close the m_stream if it fails or use a local 
    //  variable and swap() on success... 
    return true; 
} 

而且不要忘记释放锁对象在接近：

void close() 
{ 
    m_lock.reset(); 
}