当多个线程写入同一个文件时会产生什么负面影响？答案

【问题标题】：What negative effect will happen when multiple threads write to the same file?当多个线程写入同一个文件时会产生什么负面影响？
【发布时间】：2012-07-05 17:33:06
【问题描述】：

以下是失败的集成测试的伪代码：

[测试]

void TestLogger()
    // Init static logger
    Logger.Init(pathToFile);

    // Create five threads that will call LogMessages delegate
    for i = 1 to 5 
    {
       Thread aThread = new Thread(LogMessages)
       aThread.Start(i);
    }

    // let threads complete their work
    Thread.Sleep(30000);

    /// read from log file and count the lines
    int lineCount = GetLineCount();

    // 5 threads, each logs 5 times = 25 lines in the log
    Assert.Equal(25, lineCount);


static void LogMessages( object data )
  // each thread will log five messages
  for i = 1 to 5 
  Logger.LogMessage(i.ToString() + " " + DateTime.Now.Ticks.ToString());
  Thread.Sleep(50);

每次运行测试时，行数似乎都会发生变化。有时行数是 23 有时是 25。

在深入研究代码后，我注意到日志文件正在被多个线程同时访问（通过滴答计数相同来验证）。对此文件的访问没有锁定，但同时我没有看到抛出异常。谁能解释为什么运行之间的日志行数不一致？此外，这是否是多个线程同时写入同一个文件的负面影响？

【问题讨论】：

标签： c# .net multithreading .net-2.0 integration-testing

【解决方案1】：

正如您在此处所看到的，众所周知，比赛条件是不可预测的。你永远不知道有多少写入不能正常工作——有时它甚至可能完全正常工作。是的，这是在不同步的情况下从多个线程写入同一个文件的负面影响。

【讨论】：

添加到上面的答案，如果线程 1 获取 A，并将 B 添加到 A。然后线程 2 进来并获取 A，将 C 添加到它。线程 1 将 AB 保存到文件，但是由于线程 2 已经读取了文件，所以当它重写文件时，文件将只包含 AC 而不是 ABC。

【解决方案2】：

如果您尝试使用 Environment.TickCount 验证同时性，您将会遇到麻烦。它只有大约 15 毫秒 (IIRC) 的准确度，因此如果两个线程的值相同，那么您真正知道的就是它们的日志记录彼此相差约 15 毫秒。

如果您的 Logger 类对其对日志文件的访问设置了锁定，那就足够了。只需通过private static readonly object sync = new object(); 创建一个同步对象，然后执行lock (sync) { ... open/read/write the file ... }。否则，您将受制于所使用的任何类型 Stream 的线程安全性（提示：通常它们不是线程安全的）。

【讨论】：

【解决方案3】：

也许处理这类生产者/消费者死锁和其他竞争条件的最简单方法是调用 lock() 内置函数：

lock(Logger){
 //use your logger here
}

这将阻止其他线程。您还可以使用上面简要提到的同步锁定样式。这个人的网站上有一个很好的例子，说明了所有可用选项（以及优缺点）：

http://www.gavindraper.co.uk/2012/02/05/thread-synchronizationlocking-in-net/

祝你好运。

【讨论】：

.. 与简单性相去甚远。 10 毫秒的寻道将导致所有尝试登录的应用线程阻塞 10 毫秒 - 进入的线程正在等待磁盘 IO，其他线程正在等待锁定。

【解决方案4】：

通常，多线程日志记录是通过将日志条目（阻塞生产者-消费者队列）排队到写入磁盘的一个记录器线程来执行的。这将锁定时间缩短到将 *log 条目推送到队列中所用的时间：几乎没有争用。队列吸收任何磁盘延迟、网络延迟等。

使用简单的锁会对所有调用线程造成任何磁盘/网络延迟/延迟。

【讨论】：