关于Producer-Consumer程序写入文件的问题

Question

我必须编写两个独立的程序，一个是生产者，第二个是消费者（都在不同的终端中运行）。我向 Producer 提供了一个参数，该参数可以是文本或单个字符。然后，生产者创建一个.txt 文件，将单个字符放入其中，然后将其关闭。消费者打开该文件，读取该字符并将其打印在终端上，然后关闭该文件并将其删除。整个过程不断重复。如果提供的参数包含*，例如* 或text*，它将完成这两个程序，在结束前打印*。我只能使用函数：open()、close()、read()、write()、unlink()。预期结果如下所示：

这两个代码我都写了，这是生产者代码：

（我知道我不必要地定义了SIZE并使用了它，请不要介意）

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define SIZE 1

int main(int argc, char *argv[]){

    char buff;
    do{
        int fdi=-1;
        while(fdi<0){
            fdi=open("test.txt",O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL, 0666);
        }
        read(STDIN_FILENO,&buff,SIZE);     
        write(fdi,&buff,SIZE);
        close(fdi);
    }while(buff!='*');
    return 0;
}

这是消费者代码：

#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define SIZE 1

int main(int argc, char *argv[]){

    char buff;
    do{
        int fdi=-1;
        while(fdi<0){
            fdi=open("test.txt",O_RDONLY | O_EXCL);
        }
        int rdin=read(fdi,&buff,SIZE);
        if(rdin>0){
        write(STDOUT_FILENO,&buff,SIZE);
        close(fdi);
        unlink("test.txt");
        }
        else{
        close(fdi);
        }
    }while(buff!='*');
    return 0;
}

我的问题是：Producer 程序如何在文件中插入多个字符？我的意思是，如果我只运行 Producer 程序，并提供参数text，它只会在文件中插入字母t，其余的将插入到其他文件中。它不应该循环并将整个text 单词添加到一个文件中吗？没有任何声明保证文件将包含一个字符，但它只包含一个字符，我不知道为什么。

Answer 1

在生产者中，当您在打开文件时使用O_CREAT 和O_EXCL 标志时，如果文件已经存在，则调用将失败。因此，在外循环的第一次迭代中（假设文件不存在），文件被创建并写入第一个字符。在下一次迭代中，open 调用失败，因为文件存在，所以只要文件存在，它就处于内部循环中。

在消费者中，open 调用在循环中完成，直到成功。这将在生产者写入并关闭文件时发生。消费者然后从文件中读取字符并将其删除。当消费者删除文件时，生产者中的open调用将成功，并将第二个字符写入文件。

然后重复此过程，直到生产者读取* 字符并将其写入文件，之后生产者退出。然后当消费者读取* 时，它也会退出。

Answer 2

我的回答仅限于您的唯一具体问题：

Producer 程序如何在文件中插入多个字符？

您正在循环执行以下操作：

do{
    int fdi = -1;
    while (fdi < 0){
        // Open the file only if it does not exist, creating it.
        fdi = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL, 0666);
    }

    // Read 1 char from stdin.
    read(STDIN_FILENO, &buff, SIZE);     

    // Write that char to the beginning of the file.
    write(fdi, &buff, SIZE);

    // Close and truncate the file.
    close(fdi);
} while(buff != '*');

第一次打开文件时，它也会被创建。从第二次开始，标志O_CREAT | O_EXCL 的组合将使open() 失败并出现错误EEXIST，因为这种标志组合将打开文件仅当它不存在时。写入第一个字符后，您的程序将无限循环 (while (fdi < 0)) 尝试再次打开文件。

来自the manual page for open()：

O_EXCL：确保此调用创建文件：如果此标志与 O_CREAT 和路径名一起指定 已经存在，那么 open() 会失败。

所以，首先，您不需要O_EXCL 标志。除此之外，如果您想将数据附加到文件而不是每次都覆盖其内容，则应在 open() 文件时添加 O_APPEND 标志。从手册页：

O_APPEND：文件以追加模式打开。在每次 write(2) 之前，文件偏移量位于文件末尾， 就像使用 lseek(2) 一样。文件偏移量的修改和写操作作为一个单一的执行 原子步骤。