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Kaz Wesley
Asked: 2019-05-31 12:07:17 +0800 CST

文件创建是否完全有序？

  • 772

在 Linux 上，openat系统调用可用于创建文件并测试它们的存在。就 C/C++ 内存模型而言，创建文件并验证其存在会创建同步关系。我需要知道的是这些同步是否都彼此顺序一致。（我当然希望如此，但我实际上并没有在任何地方看到过这个记录。）

例如，给定进程 p1 和 p2，以及路径 A 和 B：

如果 p1 这样做：创建（A），然后创建（B）

p2 这样做：尝试打开（B），然后尝试打开（A）

并且没有其他进程干扰A或B，p2是否有可能成功打开B但找不到A？

如果有所不同，我们可以假设所有操作都在一个文件系统中。

filesystems synchronization

2 个回答

  1. 对于所有底层磁盘和多核 CPU 优化，不一定可以确定两个进程之间操作序列的严格顺序。这就是为什么如果存在时间相关行为的可能性时使用信号量的原因。

    • 1
  2. Best Answer

    仅适用于同一目录中的文件。

    有6条规则：

    1. 读取权限。锁定规则：调用者锁定我们正在访问的目录。锁是共享的。

    2. 对象创建。加锁规则：同上，但锁取独占。

    3. 物体去除。锁定规则：调用者锁定父对象，找到受害者，锁定受害者并调用方法。锁是排他的。

    4. rename()那不是跨目录。锁定规则：调用者锁定父对象并找到源和目标。在交换的情况下（使用 RENAME_EXCHANGEin flags 参数）锁定两者。无论如何，如果目标已经存在，就锁定它。如果源是非目录，则锁定它。如果我们需要同时锁定两者，请按 inode 指针顺序锁定它们。然后调用方法。所有锁都是独占的。注意：我们可能会锁定共享的源（和目标）共享。

    5. 链接创建。锁定规则：

      • 锁定父级

      • 检查源不是目录

      • 锁源

      • 调用方法。所有锁都是独占的。

    6. 跨目录重命名。整个团队中最棘手的。锁定规则：

      • 锁定文件系统

      • 以“祖先优先”的顺序锁定父母。

      • 找到源和目标。

      • 如果旧父母等于或是目标的后代失败 -ENOTEMPTY

      • 如果新父级等于或是源的后代失败 -ELOOP

      • 如果是交换，则锁定源和目标。

      • 如果目标存在，将其锁定。如果源是非目录，则锁定它。如果我们需要同时锁定两者，请按 inode 指针顺序进行。

      • 调用方法。所有->i_rwsem都是排他的。同样，我们可能会通过锁定共享的源（和交换情况下的目标）而侥幸逃脱。

    上面的规则显然保证了所有要被方法读取、修改或删除的目录都将被调用者锁定。

    锁定强制执行线性化，因此对单个目录的操作是完全有序的。但是，读取访问 (1)、对象创建 (2) 和对象删除 (3) 不会使用比目录锁更广泛的锁，因此无法保证不同目录中目录操作的顺序；不同的观察者可能会看到目录的线性历史以不同的方式交错。

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