如何以獨佔模式在C++中打開文件

Question

我正在用C++實現一些文件系統。到目前爲止，我使用的是fstream，但我意識到無法在獨佔模式下打開它。由於有很多線程我想允許多個讀取，並且當在寫入模式下打開文件時，我想以獨佔模式打開文件？
做什麼是最好的方法？我認爲Boost提供了一些功能。還有其他的可能嗎？我也想看一個簡單的例子。如果在C++中不容易/很好，我也可以用C語言編寫。

我正在使用Windows。

Answer 1

那麼你可以手動防止你打開一個文件，如果它已經被寫入模式打開。只需在內部跟蹤您在寫入模式下打開的文件。

也許你可以散列文件名，並在打開寫入權限後將其存儲在表中。這將允許快速查找以查看文件是否已被打開。

Answer 2

在許多操作系統上，這根本不可能，所以C++ 不支持它。你必須寫自己的streambuf。 如果您擔心的唯一平臺是Windows，則您可以使用 開放的獨佔模式。 更可能的，但是，你可能需要使用某種形式的文件 鎖定，這是更準確，可在大部分的，如果不是 所有平臺（但不包括可移植—您需要使用Windows，fcntl下LockFileEx 下Unix的）。

在Posix下，您還可以使用pthread_rwlock。 Butenhof 給出了這樣的一個實現採用經典的互斥和 條件變量，這是目前在C++ 11，所以你可以 真正實現便攜版（提供的所有 讀者和作家都在同一個進程—了POSIX 請求將跨越進程邊界工作，但這不是針對C++線程原語的 ）。

Answer 3

如果你的應用程序只能在Windows上運行，那麼win32 API函數「CreateFile()」是你的選擇。例如：HANDLE hFile = :: CreateFileW（lpszFileFullPathName，GENERIC_WRITE，FILE_SHARE_READ，NULL，OPEN_EXISTING，NULL，NULL）;

Answer 4

您可以重命名該文件，使用新名稱進行更新，然後重新命名。我已經做到了，但有點沉重。

Answer 5

如果你打算使用boost，那麼我建議你使用file_lock類。這意味着你想保留你打開/關閉的文件的文件名，因爲fstream不會爲你做這些。

他們有兩種模式lock()，你可以使用書面形式（在時間，即只有一個這樣的鎖，共享鎖也可以防止這種鎖）和lock_sharable()，您可以使用閱讀（即任意數量的線程能夠取得這樣的一把鎖）。

請注意，您會發現以這種方式管理讀寫操作最終會變得很複雜。也就是說，如果總是有人閱讀，那麼可共享的鎖定可能永遠不會被釋放。在這種情況下，排他鎖永遠不會有機會...

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

現在當你想要訪問一個文件時，你可以用某種方式鎖定它。如果線程負責執行此操作，則可以爲用戶添加功能以訪問該鎖。如果你讀的執行和寫入功能my_files是主管，你想獲得該鎖基於堆棧的對象，並解鎖你（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; 
}; 

現在可以安全地鎖定該文件（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，所以你會希望有每次創建file_lock已經創建了fstream的文件：鎖，做的事情，可能會拋出，你總是退出當前的{} - 塊）之前解鎖。如果fstream的文件可能無法在構造函數來創建的，你可能會想改造m_lock變量的唯一指針：

private: 
    std::unique_ptr<file_lock> m_lock; 

當你引用它，你現在需要一個星號：

safe_exclusive_lock guard(*m_lock); 

請注意，爲了安全，你應該檢查一下指針是否確實分配，如果沒有定義，這意味着該文件尚未打開，所以我建議你扔：

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打開，創建鎖：

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; 
} 

而且不要忘記釋放鎖對象在接近：

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