文盘Rust -- Mutex解决并发写文件乱序问题

在实际开发过程中，我们可能会遇到并发写文件的场景，如果处理不当很可能出现文件内容乱序问题。下面我们通过一个示例程序描述这一过程并给出解决该问题的方法。

use std::{    fs::{self, File, OpenOptions},    io::{Write},    sync::Arc,    time::{SystemTime, UNIX_EPOCH},};use tokio::task::JoinSet;
fn main() {    println!("parallel write file!");    let max_tasks = 200;    let _ = fs::remove_file("/tmp/parallel");    let file_ref = OpenOptions::new()        .create(true)        .write(true)        .append(true)        .open("/tmp/parallel")        .unwrap();
    let mut set: JoinSet<()> = JoinSet::new();    let rt = tokio::runtime::Runtime::new().unwrap();    rt.block_on(async {        loop {            while set.len() >= max_tasks {                set.join_next().await;            }            未做写互斥函数            let mut file_ref = OpenOptions::new()                .create(true)                .write(true)                .append(true)                .open("/tmp/parallel")                .unwrap();            set.spawn(async move { write_line(&mut file_ref) });        }    });}
fn write_line(file: &mut File) {    for i in 0..1000 {        let now = SystemTime::now().duration_since(UNIX_EPOCH).unwrap();        let mut content = now.as_secs().to_string();        content.push_str("_");        content.push_str(&i.to_string());
        file.write_all(content.as_bytes()).unwrap();        file.write_all("\n".as_bytes()).unwrap();        file.write_all("\n".as_bytes()).unwrap();    }}

代码不复杂，tokio 实现一个并发runtime，写文件函数是直接写时间戳，为了方便展示乱序所以写入两次换行。

输出的文本大概长这样：

  
  
  
  
  
   
   
   
   
   1691287258_979




1691287258_7931691287258_301
1691287258_7431691287258_603
1691287258_8941691287258_47





1691287258_8951691287258_553
1691287258_9501691287258_980

1691287258_481691287258_302
1691287258_8961691287258_744



1691287258_6041691287258_554

很明显，写入并未达到预期，间隔并不平均，函数内部的执行步骤是乱序的。

我们把上面的程序改造一下：

  
  
  
  
  
   
   
   
   
   use std::{    fs::{self, File, OpenOptions},    io::Write,    sync::Arc,    time::{SystemTime, UNIX_EPOCH},};use tokio::sync::Mutex;use tokio::task::JoinSet;
fn main() {    println!("parallel write file!");    let max_tasks = 200;    let _ = fs::remove_file("/tmp/parallel");    let file_ref = OpenOptions::new()        .create(true)        .write(true)        .append(true)        .open("/tmp/parallel")        .unwrap();
    let f = Arc::new(Mutex::new(file_ref));
    let mut set: JoinSet<()> = JoinSet::new();    let rt = tokio::runtime::Runtime::new().unwrap();    rt.block_on(async {        loop {            while set.len() >= max_tasks {                set.join_next().await;            }
            let mut file = Arc::clone(&f);            set.spawn(async move { write_line_mutex(&mut file).await });        }    });}
async fn write_line_mutex(mutex_file: &Arc<Mutex<File>>) {    for i in 0..1000 {        let mut f = mutex_file.lock().await;        let now = SystemTime::now().duration_since(UNIX_EPOCH).unwrap();        let mut content = now.as_secs().to_string();        content.push_str("_");        content.push_str(&i.to_string());
        f.write_all(content.as_bytes()).unwrap();        f.write_all("\n".as_bytes()).unwrap();        f.write_all("\n".as_bytes()).unwrap();    }}

这次我们用到了tokio::sync::Mutex，write_line_mutex函数在每次执行写任务以前先获取文件互斥锁。

看看这次的文件内容：

1691288040_374
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写入的格式正确，保证每次函数写函数完整执行。

关于文件写互斥这点事儿，今儿就聊到这。

完整源码：https://github.com/jiashiwen/wenpanrust/tree/main/parallel_write_file

-end-

本文分享自微信公众号 - 京东云开发者（JDT_Developers）。
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