如何确保只有一个线程从一个文件执行 IO？

Question

这是我的用例（使用 C++）：我有一个多线程环境，对写在磁盘上的数据结构执行操作。有M个文件。工作流程是：

线程从文件中读取数据结构
对数据结构进行操作
数据结构插入缓存
最近使用的元素写入文件

缓存插入和删除已经是线程安全的。但是，我不知道如何并行写入和读取，即如果线程 1 从文件 1 读取，则线程 2 可以从文件 2 读取。当然线程 2 不应该从文件 1 读取。如果我只是插入一个互斥锁，整个部分被锁定，同时只有一个线程可以读取。确保只有一个线程从一个文件读取，但同时读取多个文件的最有效方法是什么？

编辑：代码是这样的

for element in elements
    file = element.txt
    data = file.read()
    cache.insert(data)

Answer 1

将文件名放在 std::map 中作为键。然后添加互斥量指针作为值。然后，每当一个线程有一个文件名要处理时，它就会使用互斥锁和锁保护器进行锁定。

{
  lock_guard<mutex> lg (*mapping[filename] );
  compute(filename);
}

由于OS有自己的文件缓存，所以最好使用read-lock让多个线程同时读取一个文件并且仍然通过唯一锁锁定防止写入。

如何确保只有一个线程从一个文件执行 IO？

How can I make sure only one thread performs IO from a file?

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