Linux编程--文件原子操作

当多个进程同时访问一个文件的时候，普通的write/read在执行的时候，无法保证操作的原子性，可能会导致文件被污染，达不到预期的结果。

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任何一个需要多个函数调用的操作都不可能是原子操作，因为在两个函数调用间，内核可能会将进程挂起执行另外的进程。

如果想要避免这种情况的话，则需要使用pread/pwrite函数

ssize_t pread(int fd ，void *buffer ，size_t size，off_t offset)

返回真正读取到的字节数，offset是指的从文件开始位置起的offset个字节数开始读。其余的参数与read无异。

PS:

pread是无法中断的原子操作，无法中断它的定位和读取操作

pread读取过后的文件偏移量不会发生改变

同理pwrite也是一样的

而在文件创建的时候也是一样的，当需要做文件创建同步的时候，我们需要在O_CREATE的时候，加上O_EXCL标志位，当已经创建过的话，会返回fd，否则返回错误

int dup( int filedes)：

传入一个文件描述符，返回当前可用的最小文件描述符。

int dup2(int filedes，int filedes2)：

传入文件描述符，以及新的文件描述符，如果新的文件描述符所指向的文件已经打开，则会强行将其关闭后，将该文件描述符指向到已存在的文件描述符。

如果filedes和filedes2指向同一个文件，则不做任何处理，直接返回filedes2，不会关闭文件

新返回回来的filedes2会共享filedes的文件状态标识，文件偏移量等等信息。因为它们的文件指针会指向文件表的同一个位置。只是fd不一样而已。

Linux系统常用操作命令有哪些

前言

第1章 Linux命令行简介 / 1

1.1Linux命令行概述 / 1

1.2在Linux命令行下查看命令帮助 / 4

1.3Linux shutdown reboot halt / 9

关机：

shutdown -h now

halt

init 0

第2章 文件和目录操作命令 / 13

2.1pwd：显示当前所在的位置 / 13

2.2cd：切换目录 / 16

2.3tree：以树形结构显示目录下的内容 / 18

2.4mkdir：创建目录 / 22

2.5touch：创建空文件或改变文件的时间戳属性 / 27

2.6ls：显示目录下的内容及相关属性信息 / 30

2.7cp：复制文件或目录 / 39

2.8mv：移动或重命名文件 / 42

2.9rm：删除文件或目录 / 45

2.10rmdir：删除空目录 / 48

2.11ln：硬链接与软链接 / 49

2.12readlink：查看符号链接文件的内容 / 54

2.13find：查找目录下的文件 / 55

2.14xargs：将标准输入转换成命令行参数 / 68

2.15rename：重命名文件 / 71

2.16basename：显示文件名或目录名 / 72

2.17dirname：显示文件或目录路径 / 72

2.18chattr：改变文件的扩展属性 / 73

2.19lsattr：查看文件扩展属性 / 75

2.20file：显示文件的类型 / 76

2.21md5sum：计算和校验文件的MD5值 / 77

2.22chown：改变文件或目录的用户和用户组 / 80

2.23chmod：改变文件或目录权限 / 81

2.24chgrp：更改文件用户组 / 85

2.25umask：显示或设置权限掩码 / 86

2.26老男孩从新手成为技术大牛的心法 / 90

第3章 文件过滤及内容编辑处理命令 / 91

3.1cat：合并文件或查看文件内容 / 91

3.2tac：反向显示文件内容 / 103

3.3more：分页显示文件内容 / 104

3.4less：分页显示文件内容 / 107

3.5head：显示文件内容头部 / 109

3.6tail：显示文件内容尾部 / 111

3.7tailf：跟踪日志文件 / 114

3.8cut：从文本中提取一段文字并输出 / 115

3.9split：分割文件 / 117

3.10paste：合并文件 / 118

3.11sort：文本排序 / 123

3.12join：按两个文件的相同字段合并 / 127

3.13uniq：去除重复行 / 129

3.14wc：统计文件的行数、单词数或字节数 / 131

3.15iconv：转换文件的编码格式 / 133

3.16dos2unix：将DOS格式文件转换成UNIX格式 / 134

3.17diff：比较两个文件的不同 / 135

3.18vimdiff：可视化比较工具 / 138

3.19rev：反向输出文件内容 / 139

3.20tr：替换或删除字符 / 140

3.21od：按不同进制显示文件 / 143

3.22tee：多重定向 / 145

3.23vi/vim：纯文本编辑器 / 147

3.24老男孩逆袭思想：做Linux运维的多个好处 / 152

第4章 文本处理三剑客 / 153

4.1grep：文本过滤工具 / 153

4.2sed：字符流编辑器 / 159

4.3awk基础入门 / 165

第5章 Linux信息显示与搜索文件命令 / 176

5.1uname：显示系统信息 / 176

5.2hostname：显示或设置系统的主机名 / 178

5.3dmesg：系统启动异常诊断 / 179

5.4stat：显示文件或文件系统状态 / 181

5.5du：统计磁盘空间使用情况 / 183

5.6date：显示与设置系统时间 / 186

5.7echo：显示一行文本 / 190

5.8watch：监视命令执行情况 / 193

5.9which：显示命令的全路径 / 195

5.10whereis：显示命令及其相关文件全路径 / 196

5.11locate：快速定位文件路径 / 197

5.12updatedb：更新mlocate数据库 / 199

5.13老男孩逆袭思想：新手在工作中如何问问题不会被鄙视 / 200

第6章 文件备份与压缩命令 / 201

6.1tar：打包备份 / 201

6.2gzip：压缩或解压文件 / 208

6.3zip：打包和压缩文件 / 211

6.4unzip：解压zip文件 / 212

6.5scp：远程文件复制 / 214

6.6rsync：文件同步工具 / 216

6.7老男孩逆袭思想：新手如何高效地提问 / 220

第7章 Linux用户管理及用户信息查询命令 / 222

7.1 useradd：创建用户 / 222

7.2usermod：修改用户信息 / 227

7.3userdel：删除用户 / 229

7.4groupadd：创建新的用户组 / 230

7.5groupdel：删除用户组 / 231

7.6passwd：修改用户密码 / 232

7.7chage:修改用户密码有效期 / 237

7.8chpasswd：批量更新用户密码 / 238

7.9su：切换用户 / 240

7.10visudo：编辑sudoers文件 / 242

7.11sudo：以另一个用户身份执行命令 / 244

7.12id：显示用户与用户组的信息 / 248

7.13w：显示已登录用户信息 / 249

7.14who：显示已登录用户信息 / 250

7.15users：显示已登录用户 / 252

7.16whoami：显示当前登录的用户名 / 253

7.17last：显示用户登录列表 / 253

7.18lastb：显示用户登录失败的记录 / 254

7.19lastlog：显示所有用户的最近登录记录 / 255

第8章 Linux磁盘与文件系统管理命令 / 257

8.1fdisk：磁盘分区工具 / 257

8.2partprobe：更新内核的硬盘分区表信息 / 265

8.3tune2fs：调整ext2/ext3/ext4文件系统参数 / 266

8.4parted：磁盘分区工具 / 268

8.5mkfs：创建Linux文件系统 / 272

8.6dumpe2fs：导出ext2/ext3/ext4文件系统信息 / 274

8.7resize2fs：调整ext2/ext3/ext4文件系统大小 / 275

8.8fsck：检查并修复Linux文件系统 / 278

8.9dd：转换或复制文件 / 281

8.10mount：挂载文件系统 / 284

8.11umount：卸载文件系统 / 288

8.12df：报告文件系统磁盘空间的使用情况 / 289

8.13mkswap：创建交换分区 / 293

8.14swapon：激活交换分区 / 294

8.15swapoff：关闭交换分区 / 295

8.16sync：刷新文件系统缓冲区 / 296

第9章 Linux进程管理命令 / 298

9.1ps：查看进程 / 298

9.2pstree：显示进程状态树 / 305

9.3pgrep：查找匹配条件的进程 / 306

9.4kill：终止进程 / 307

9.5killall：通过进程名终止进程 / 310

9.6pkill：通过进程名终止进程 / 311

9.7top：实时显示系统中各个进程的资源占用状况 / 313

9.8nice：调整程序运行时的优先级 / 320

9.9renice：调整运行中的进程的优先级 / 323

9.10nohup：用户退出系统进程继续工作 / 324

9.11strace：跟踪进程的系统调用 / 325

9.12ltrace：跟踪进程调用库函数 / 332

9.13runlevel：输出当前运行级别 / 334

9.14init：初始化Linux进程 / 335

9.15service：管理系统服务 / 335

第10章 Linux网络管理命令 / 338

10.1ifconfig：配置或显示网络接口信息 / 338

10.2ifup：激活网络接口 / 343

ifup eth0

10.3ifdown：禁用网络接口 / 343

ifdown eth0

service network restart（/etc/init.d/network restart） 激活整个网络，所有网卡。

10.4route：显示或管理路由表 / 344

10.5arp：管理系统的arp缓存 / 350

10.6ip：网络配置工具 / 351

10.7netstat：查看网络状态 / 358

10.8ss：查看网络状态 / 362

10.9ping：测试主机之间网络的连通性 / 363

10.10traceroute：追踪数据传输路由状况 / 366

10.11arping：发送arp请求 / 367

10.12telnet：远程登录主机 / 369

10.13nc：多功能网络工具 / 370

10.14ssh：安全地远程登录主机 / 373

10.15wget：命令行下载工具 / 376

10.16mailq：显示邮件传输队列 / 379

10.17mail：发送和接收邮件 / 381

10.18nslookup：域名查询工具 / 386

10.19dig：域名查询工具 / 389

10.20host：域名查询工具 / 393

10.21nmap：网络探测工具和安全/端口扫描器 / 394

10.22tcpdump：监听网络流量 / 398

第11章 Linux系统管理命令 / 407

11.1lsof：查看进程打开的文件 / 407

11.2uptime：显示系统的运行时间及负载 / 411

11.3free：查看系统内存信息 / 411

11.4iftop：动态显示网络接口流量信息 / 413

11.5vmstat：虚拟内存统计 / 415

11.6mpstat：CPU信息统计 / 419

11.7iostat：I/O信息统计 / 420

11.8iotop：动态显示磁盘I/O统计信息 / 423

11.9sar：收集系统信息 / 425

11.10chkconfig：管理开机服务 / 430

11.11ntsysv：管理开机服务 / 433

11.12  setup：系统管理工具 / 434

11.13ethtool：查询网卡参数 / 436

11.14mii-tool：管理网络接口的状态 / 437

11.19rpm：RPM包管理器 / 443

11.20yum：自动化RPM包管理工具 / 446

top命令

第12章 Linux系统常用内置命令 / 450

12.1Linux内置命令概述 / 450

12.2Linux内置命令简介 / 450

12.3Linux常用内置命令实例 / 452

Linux上有哪些操作是原子操作

所谓原子操作，就是该操作绝不会在执行完毕前被任何其他任务或事件打断，也就说，它的最小的执行单位，不可能有比它更小的执行单位，因此这里的原子实际是使用了物理学里的物质微粒的概念。

　原子操作通常用于实现资源的引用计数，在TCP/IP协议栈的IP碎片处理中，就使用了引用计数，碎片队列结构struct ipq描述了一个IP碎片，字段refcnt就是引用计数器，它的类型为atomic_t，当创建IP碎片时（在函数ip_frag_create中），使用atomic_set函数把它设置为1，当引用该IP碎片时，就使用函数atomic_inc把引用计数加1。

当不需要引用该IP碎片时，就使用函数ipq_put来释放该IP碎片，ipq_put使用函数atomic_dec_and_test把引用计数减1并判断引用计数是否为0，如果是就释放IP碎片。函数ipq_kill把IP碎片从ipq队列中删除，并把该删除的IP碎片的引用计数减1（通过使用函数atomic_dec实现）。

请教linux下如何实现原子自增操作

Linux的源码中x86体系结构原子操作的定义文件为。

linux2.6/include/asm-i386/atomic.h

文件内定义了原子类型atomic_t，其仅有一个字段counter，用于保存32位的数据。

typedef struct { volatile int counter; } atomic_t;

其中原子操作函数atomic_inc完成自加原子操作。

/**

* atomic_inc - increment atomic variable

* @v: pointer of type atomic_t

*

* Atomically increments @v by 1.

*/

static __inline__ void atomic_inc(atomic_t *v)

{

__asm__ __volatile__(

LOCK "incl %0"

:"=m" (v-counter)

:"m" (v-counter));

}

其中LOCK宏的定义为。

#ifdef CONFIG_SMP

#define LOCK "lock ; "

#else

#define LOCK ""

#endif

可见，在对称多处理器架构的情况下，LOCK被解释为指令前缀lock。而对于单处理器架构，LOCK不包含任何内容。

文章名称：linux原子操作命令 原子操作 指令
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