两个线程将相同的内容写入同一个文件是否安全？

Question

假设一个程序有一个缓存机制，在某些特定计算结束时，程序将该计算的输出写入磁盘以避免以后重新计算它，当程序重新运行.它为大量计算这样做，并将每个输出保存到单独的文件（每个计算一个，文件名由计算参数的散列确定）。数据使用标准 C++ 流写入文件：

    void* data = /* result of computation */;
    std::size_t dataSize = /* size of the result in bytes */;
    std::string cacheFile = /* unique filename for this computation */;

    std::ofstream out(cacheFile, std::ios::binary);
    out << dataSize;
    out.write(static_cast<const char *>(data), dataSize);

计算是确定性的，因此写入给定文件的数据将始终相同。

问题：多个线程（或进程）同时尝试此操作、进行相同的计算并使用相同的输出文件是否安全？某些线程或进程是否无法写入文件并不重要，只要至少有一个成功，并且只要所有程序都处于有效状态即可。

在我运行的手动测试中，没有发生程序故障或数据损坏，并且始终使用正确的内容创建文件，但这可能取决于平台。作为参考，在我们的特定案例中，数据的大小运行ges 从 2 到 50 KB。

Answer 1

is it safe for multiple threads (or processes) to attempt this simultaneously, for the same calculation, and with the same output file?

当多个线程尝试写入同一个文件时，这是一种竞争条件，因此您最终可能会得到损坏的文件。不能保证 ofstream::write 是原子的，这取决于特定的文件系统。

针对您的问题的可靠解决方案（适用于多线程 and/or 进程）：

写入目标目录中具有唯一名称的临时文件（以便临时文件和最终文件位于同一文件系统中，以便rename不移动数据）。
rename the temporary file to its final name. It replaces the existing file if one is there. Non-portable renameat2更灵活。

Answer 2

可以使用线程同步同步同一进程中的线程以写入一个文件。但是，这在不同进程之间是不可能的，所以最好避免它。 C++ 标准库中没有任何东西可供您使用。

操作系统确实提供了用于锁定保证原子性的文件的特殊功能（如 Windows 上的 lockf on Linux or LockFile(Ex)）。你可能想看看它们。

两个线程将相同的内容写入同一个文件是否安全？

Is it safe for two threads to write identical content to the same file?

c++

io

thread-safety

fstream

diskcache