在 C 中创建目录的线程安全函数答案

【问题标题】：thread safe function to create directory in C在 C 中创建目录的线程安全函数
【发布时间】：2017-10-11 07:37:39
【问题描述】：

我正在实现一个线程安全函数来创建目录如果它不存在。

void create_directory(char *str){   
    pthread_mutex_lock(mutex);
    if (stat(str, &st) == -1) {
        mkdir(str, 0700);
    }
    pthread_mutex_unlock(mutex);
}

线程_1：

create_directory("dir1");

线程_2：

create_directory("dir1");

线程_3：

create_directory("dir2");

Thread_1 和 Thread_2 正在尝试创建相同的目录，并且代码按预期工作。问题是当 Thread_3 尝试创建另一个目录，即“dir2”，它与目录“dir1”无关，然后 Thread_3 也被阻塞了。

我想要的是锁定目录而不是锁定代码部分。我怎样才能做到这一点。

或者有没有其他方法可以实现线程安全功能来创建目录。或者 C 中有什么函数可以做到这一点。

【问题讨论】：

如果另一个进程在stat和mkdir之间创建目录怎么办？
请注意，使用stat 和mkdir 时会出现TOCTOU（检查时间，使用时间）问题。另请注意，stat() 可能由于 ENOENT 以外的其他原因而失败，即使名称不是目录，stat() 也可能成功。另见Creating a directory tree 和Checking if a directory exists。
你是对的，可能会出现TOCTOU问题。由于我在程序的专用目录中创建目录，因此我不希望任何其他进程创建相同的目录。而且，我的进程的所有线程都使用这个函数来创建目录。

标签： c multithreading directory

【解决方案1】：

为什么不直接创建目录，如果返回EEXIST 错误，请忽略它。最终结果是一样的：你调用你的函数，当它返回时有一个目录。

这是一个幂等操作，因此无需处理复杂的锁定方案。特别是因为它们不会阻止不同的进程创建相同的目录。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以将字符串散列为 4 位。这将为您提供 16 种可能的选择。创建一个包含 16 个互斥锁的数组，并仅在您的哈希值上获取锁。碰撞仍然可能发生，但会减少。

您可以将哈希宽度增加到 8 位以减少冲突，但您需要更多互斥对象。

其他方法是不对调用 mkdir 的昂贵部分获取锁（它调用系统调用）。

但要维护当前正在创建的目录列表。每个尝试创建目录的线程首先检查该名称是否已经在列表中。如果是，它会等待。

如果没有，则输入插入名称并开始创建目录。完成后，它会从列表中删除该名称。

只有添加到列表和检查的部分必须用一个简单的锁来保护，并且操作会很快发生。所以在其他目录上运行的其他线程不必等待太多。

【讨论】：

好主意，但 Art 的答案可能更好。还是投了赞成票。

【解决方案3】：

如果您想锁定目录，只需调用mkdir 并让操作系统完成其工作。

【讨论】：