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[FreeBSD] 多线程下的 open 和 fopen  

2009-12-14 18:28:18|  分类: os_FreeBSD |  标签: |举报 |字号 订阅

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FreeBSD 6.2

==== 故事背景 ====
有个项目在两个线程中使用了 fopen(),有时候可能出现线程A把线程B中的 fd 释放掉的情况。
原因不明,知道把 fopen() 统一放到一个线程中,问题就消失了。

==== 个人分析 ====
写了个小程序,通过 gprof 测试了下函数的调用过程。
----------------------------------
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
        int i = 0;
        while (i++ < 500)
        {
                FILE *fp = fopen("./mytmp", "w");
                int fd = open("./mytmp2", O_CREAT|O_RDWR);
        }
        return 0;
}
----------------------------------
分别编译成单/多线程的程序:
gcc -g -pg -Wall main.c
gcc -g -pg -Wall main.c -pthread
得到的结果如下:
single thread
syscall.open symbol  ==  open
fopen ==> _open ==> syscall.open
open  ==> syscall.open

multi thread
syscall.open symbol  ==  _open
fopen ==> _open  ==> syscall.open
open  ==> __open ==> _open ==> syscall.open
----------------------------------

多线程下,调用 open 实际上是先调用了 __open(lib/libpthread/thread/thr_open.c),然后才是 sys_open。
而 fopen(lib/libc/stdio/fopen.c) 与单线程下没区别。

__open 并没有做啥特殊事情,只是检查了下是否允许 thread cancel:
        _thr_cancel_enter(curthread);
        ...
        ret = __sys_open(path, flags, mode);
        _thr_cancel_leave(curthread, (ret == -1));

再通过查看内核代码,发现实际上申请 fd 的时候,内核有加锁的。
open(sys/kern/vfs_syscalls.c)  ==>  falloc(sys/kern/kern_descrip.c)
/* falloc */
    FILEDESC_LOCK(p->p_fd);
    ...
    if ((error = fdalloc(td, 0, &i))) {
        FILEDESC_UNLOCK(p->p_fd);
        ...
    }
    p->p_fd->fd_ofiles[i] = fp;
    FILEDESC_UNLOCK(p->p_fd);
其中 fdalloc(td, 0, &i) 中的 i 就是申请的 fd,而 _LOCK / _UNLOCK 已经说明申请操作被加锁了。

==== 总结 ====
看起来最先的问题并不是多线程引起的,也许是代码没写正确。
但多线程实在太麻烦了点,一些逻辑还是保证在单个线程中就好,多安全 :-)。

ps. 有个疑惑一直没找到,gcc如何把 open() 变成 sys_open 或 __open 的。有空还得继续研究。


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