文盘Rust -- Mutex解决并发写文件乱序问题

文盘Rust -- Mutex解决并发写文件乱序问题 | 京东云技术团队

news/2024/11/16 23:30:19/

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_9791691287258_7931691287258_3011691287258_7431691287258_6031691287258_8941691287258_471691287258_895
1691287258_5531691287258_950
1691287258_9801691287258_48
1691287258_3021691287258_896
1691287258_7441691287258_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_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3751691288040_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3741691288040_3751691288040_3751691288040_3741691288040_3751691288040_3751691288040_3751691288040_3751691288040_3751691288040_3751691288040_3751691288040_3751691288040_3751691288040_375

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