Как атомарно создать заблокированный файл в Linux?

Раса в любом случае существует. Если файл может существовать или не существовать, вы должны проверить его существование, прежде чем пытаться его заблокировать. Но если файл является вашим мьютексом, вы не можете этого сделать, и пространство между «если файл уже существует» (false) и «загрузить во вновь созданный файл» не ограничено. Другой процесс может создать файл и начать загрузку до того, как начнется ваша загрузка, и вы уничтожите его.

В основном не используйте здесь блокировки fcntl, используйте существование самого файла. open() с O_CREAT и O_EXCL потерпит неудачу, если файл уже существует, сообщая вам, что кто-то другой добрался до него первым.

Почему бы вам не использовать утилиту lockfile?

Примеры

Предположим, вы хотите убедиться, что доступ к файлу «важный» сериализован, т. е. доступ к нему должен быть разрешен не более чем одной программе или сценарию оболочки. Для простоты предположим, что это сценарий оболочки. В этом случае вы можете решить это следующим образом:

...
lockfile important.lock
...
access_"important"_to_your_hearts_content
...
rm -f important.lock
...

В данный момент я пытаюсь решить аналогичную проблему, что и привело меня к вашему вопросу. Как я понимаю, суть в следующем:

int fd = open(path, O_CREAT|O_RDWR|O_EXCL, mode);
if (fd == -1)
    {
    /* File already exists. */
    the_file_already_exists(fd);
    }
else
    {
    /* I just now created the file.  Now I'll lock it. */

    /* But first I'll deliberately create a race condition!! */
    deliberately_fork_another_process_that_handles_file(path);

    int code = flock(fd,LOCK_EX);
    if (code < 0)
        {
        perror("flock");
        exit(1);
        }

    /* I now have the exclusive lock.  I can write to the file at will --
    or CAN I??  See below. */
    write_to_the_file_at_will(fd);
    }

Очевидно, что в реальной жизни я бы никогда не стал намеренно создавать такое состояние гонки, но его эквивалент, безусловно, может произойти случайно в реальной системе. Этот другой процесс может, например, открыть файл для чтения, установить на него совместную блокировку и прочитать файл. Он увидит пустой файл. Это может означать, что выполняется операция записи, но может означать, что файл просто пуст, и это правильный и окончательный ответ.

Если пустые файлы запрещены, программа чтения может вести себя точно так же, как если бы файл отсутствовал. В конце концов, если бы ридер запустился на миллисекунду раньше, он все равно не смог бы открыть файл. В этом случае читателю необходимо проверить, пуст ли файл после его открытия.

Если пустые файлы разрешены, то вы находитесь в затруднительном положении, и у меня нет готового ответа на этот вопрос.

Моя проблема заключается в том, что когда файл создается впервые, я хочу записать в него какое-то значение по умолчанию, потому что я хочу «авто-инициализировать» новую систему без предварительного создания всех возможных файлов, которые ей могут понадобиться. Этот другой процесс, обрабатывающий файл, возможно, сам уже инициализировал его! Насколько мне известно, в то же время могли запуститься три других процесса, которые изменили значение. В этом случае я, конечно, не хочу "записывать в файл по своему желанию" после получения эксклюзивной блокировки, потому что я уничтожу все эти изменения.

Я полагаю, что ответ для моего кода выше, чтобы убедиться, что файл пуст, прежде чем писать в него. Если он НЕ пуст, то код должен вести себя точно так же, как если бы файл уже существовал: т. е. он должен вызывать:

the_file_already_exists(fd);

Возможно, суть всего этого обсуждения заключается в том, что каждый процесс, который каким-либо образом обрабатывает файл, должен проверять, не является ли он пустым, и вести себя соответствующим образом. Опять же, если разрешены пустые файлы, то я пока не могу придумать никакого гарантированного решения. Во всем этом не было бы необходимости, если бы существовал какой-то способ создать файл и заблокировать его как единую атомарную последовательность, но я не думаю, что есть какой-либо способ сделать это.