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Linux下的文件操作，有人喜欢用C库的文件流操作，有人喜欢用Linux的原生的系统调用。一般来说，C库的文件操作会更高效一些，因为C库自己做了文件缓存的处理。今天，主要研究多线程下的fwrite与write，每个线程都对相同的FILE*或者fd进行写操作，看看结果是否为预期行为。
第一种情况：使用C库的fwrite，其线程的实现如下：
第二种情况：使用系统调用write，其线程的实现如下：
下面看主线程的实现：
其中LOOPS定义为1000000。也就是说，线程1~3分别写入"aaaaaa\n"，“bbbbbb\n”，和"cccccc\n"各一百万次。如果写入文件的操作是“线程安全”的，那么最终的文件行数应该是3百万行，且每行只可能是"aaaaaa"、“bbbbbb”、和"cccccc"的一种。
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接下来看测试结果：
1、定义了宏USE_CLIB，即使用C库的fwrite，其结果如下：
2、注释掉红USE_CLIB，即直接使用系统调用write，其结果如下：
从上面的测试结果看，无论是C库的fwrite还是系统调用的write都可以保证输出不会混杂——即多线程的输出不会混在一起，但是使用系统调用write时，最终的文件行数是非预期的，远小于总数3百万行。也就证明了，write系统调用是非“线程安全”的。多线程下，其输出会互相覆盖。而C库的fwrite是线程安全的函数。
为什么结果是这样的？我们先看fwrite的实现：
在fwrite内部，其使用一个lock保证操作的串行化，从而实现线程安全。
而write的实现，见下图：
在写入之前，使用file_pos_read拿到偏移。如果在多核多线程的情况下，两个核心可能同时陷入内核态，同时获得文件的当前偏移，其值必然是相等的。于是两个线程往同一个偏移写入了数据。最后导致文件的实际大小，并不是预期大小。
最后总结：
C库的fwrite是线程安全函数，而系统调用write则需要额外的标志位O_APPEND做追加写，来保证偏移的不重叠，实现预期的并发写入 ——
大家可以通过修改下面的测试代码，在自己的环境中测试。
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h>
#include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include
<fcntl.h> //#define USE_CLIB #define TEST_FILE "./tmp.txt" #define LOOPS
(1000000) #ifdef USE_CLIB struct thr_data { FILE *fp; const char *data; };
static void * write_data(void *data) { struct thr_data *d; size_t len; int i; d
= data; len = strlen(d->data); for (i = 0; i < LOOPS; ++i) { fwrite(d->data, len
, 1, d->fp); } return NULL; } #else struct thr_data { int fd; const char *data;
}; static void *write_data(void *data) { struct thr_data *d; int i; size_t len;
d= data; len = strlen(d->data); for (i = 0; i < LOOPS; ++i) { write(d->fd, d->
data, len); } return NULL; } #endif int main(void) { pthread_t t1, t2, t3;
struct thr_data d1, d2, d3; #ifdef USE_CLIB FILE *fp = fopen(TEST_FILE, "w"); d1
.fp = d2.fp = d3.fp = fp; #else //int fd = open(TEST_FILE, O_WRONLY|O_TRUNC);
int fd = open(TEST_FILE, O_WRONLY|O_TRUNC|O_APPEND); d1.fd = d2.fd = d3.fd = fd;
#endif d1.data = "aaaaaa\n"; d2.data = "bbbbbb\n"; d3.data = "cccccc\n";
pthread_create(&t1, NULL, write_data, &d1); pthread_create(&t2, NULL, write_data
, &d2); pthread_create(&t3, NULL, write_data, &d3); pthread_join(t1, NULL);
pthread_join(t2, NULL); pthread_join(t3, NULL); #ifdef USE_CLIB fclose(fp); #
else close(fd); #endif return 0; }