文盘Rust — Mutex解决并发写文件乱序问题

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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

_979 _58_301 _58_603 _58_47 _895 _553 _950 _980 _48 _302 _896 _744 _58_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

_374 _374 _374 _375 _374 _374 _374 _374 _374 _374 _374 _374 _374 _374 _375 _375 _374 _375 _375 _375 _375 _375 _375 _375 _375 _375 _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：

https://github.com/jiashiwen/wenpanrust/tree/main/parallel_write_file