使用LockFile()防止多个线程同时写入同一文件的方法与实现

LockFile()函数是在Windows操作系统中控制文件访问的函数之一。它可以用于确保在多个线程同时写入同一文件时，只能有一个线程进行写入操作，其他线程需要等待。

使用LockFile()函数进行文件锁定的方法如下所示：

1. 包含头文件：为了使用LockFile()函数，需要包含Windows.h头文件。

#include <Windows.h>

2. 获取文件句柄：使用CreateFile()函数获取待锁定文件的句柄。

HANDLE fileHandle = CreateFile("file.txt", GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

3. 锁定文件：使用LockFile()函数锁定文件，确保只有一个线程可以访问文件。

OVERLAPPED overlapped = {};
LockFile(fileHandle, 0, 0, 0, 0);

4. 写入文件：只有获得文件锁定权限的线程能够执行写入操作。

DWORD bytesWritten;
const char* data = "Hello, World!";
WriteFile(fileHandle, data, strlen(data), &bytesWritten, NULL);

5. 解锁文件：写入操作完成后，需要使用UnlockFile()函数解锁文件，以便其他线程能够进行写入操作。

UnlockFile(fileHandle, 0, 0, 0, 0);

6. 关闭文件句柄：使用CloseHandle()函数关闭文件句柄。

CloseHandle(fileHandle);

下面是一个使用LockFile()函数的示例，假设有三个线程同时写入同一个文件：

#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include <tchar.h>
#include <string>
#include <vector>
#include <thread>

#define NUM_THREADS 3

HANDLE fileHandle;

DWORD WINAPI WriteToFile(LPVOID lpParam) {
    DWORD threadId = GetCurrentThreadId();

    // 锁定文件
    OVERLAPPED overlapped = {};
    LockFile(fileHandle, 0, 0, 0, 0);

    // 写入文件
    std::string threadData = "This is thread " + std::to_string(threadId) + ".";
    DWORD bytesWritten;
    WriteFile(fileHandle, threadData.c_str(), threadData.length(), &bytesWritten, NULL);

    // 解锁文件
    UnlockFile(fileHandle, 0, 0, 0, 0);

    return 0;
}

int main() {
    // 获取文件句柄
    fileHandle = CreateFile(_T("file.txt"), GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

    // 创建线程
    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        threads.push_back(std::thread(WriteToFile, NULL));
    }

    // 等待所有线程结束
    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    // 关闭文件句柄
    CloseHandle(fileHandle);

    return 0;
}

在该例子中，我们使用CreateFile()函数获取文件句柄，然后创建了3个线程，所有线程都调用WriteToFile函数进行文件写入操作。在WriteToFile函数中，我们先锁定文件，然后才能执行写入操作，最后解锁文件。最后，关闭文件句柄。

通过使用LockFile()函数，我们确保了只有一个线程能够同时写入文件，从而避免了多线程同时写入引起的竞态条件问题。