Linux 上面讀取檔案發生超奇怪問題

[yoco315 (眠月)]

我遭遇到一個很奇怪的問題，希望有經驗的人可以給我一點建議。

敝人服務的單位現在有個程式，讓我們叫他 master 好了。
這個 master 會透過 lsf/grid 在內部網路上的其他機器建立 slave 程式執行。
有點像 client/server 架構（根本就是嘛）。

這中間，master 跟 slave 需要交換資料，
交換的資料，我們都是透過 data 檔案的讀寫來完成。
而 master 跟 slave 的同步化，也是透過檔案來完成。
當 master 要告訴 slave 可以開始的時候，就會寫一個特殊的 flag 檔案，
這段時間 slave 就是不斷的 polling 去看那個檔案能不能讀了。
當然 slave 中間每一次會 sleep(1) 以避免 CPU 一直在工作。

當需要接受資料的那一方，發現一個特殊檔案已經存在了，
那表示他需要讀取的檔案已經備妥了，他就會去開啟那個檔案來讀取需要的資料。

以時間軸來畫圖的話大概就是這樣

        Master                  Slave(s) 可能有好幾個
    ---------------------------------------------------------
        寫資料檔                (polling檢查flag檔案)
        寫 flag                 ↓
        (polling)               發現 flag 檔案
        ↓                      開啟 data 檔案讀取資料
        ↓                      (進行計算...)
        ↓                      寫 data 檔案
        ↓                      寫 flag 檔通知 master
        發現 flag 檔案          (polling)
        開檔,讀取               ↓
        (計算)                  ↓

sync 的時候我們可以說平均每次會浪費掉 0.5 秒在等待，
因為中間的 sync 次數不少，所以累積起來就是一段時間，
為了改善這個部份，所以 sync 的部份就想改成用 socket 來做。

這部分我已經完成了。
果然省掉 pooling 的等待時間，效率就上升了，

        Master                  Slave(s) 可能有好幾個
    ---------------------------------------------------------
        寫資料檔                (block read() 接封包)
        送封包                  ↓
        (polling)               收到封包
        (block read() 接封包)   開啟 data 檔案讀取資料
        ↓                      (進行計算...)
        ↓                      寫 data 檔案[1]
        ↓                      送封包
        收到封包                (block read() 接封包)
        開檔,讀取[2]            ↓
        (計算)                  ↓

(只有把用檔案做同步化的地方改成用 socket)

問題是現在遇到一個超奇怪的問題。

當 [1] 的地方，已經把檔案寫好了，而且也 fclose() 關閉檔案了。
在 [2] 的地方，fopen 有拿到東西，不是 NULL，但是當我要讀取的時候，卻什麼也讀不到。
我呼叫 perror()，系統給的錯誤訊息是「No such file or directory.」
問題是我開檔的時候明明開到了！

事情真的很奇怪，
這個現象不是永遠都發生，只有「有時候」發生。

如果我在 [2] 之前 sleep() 一段時間，
那我就可以順利讀取到檔案。

又，
我發現這個現象只有在我的 slave 是透過 system() 啟動的時候才會發生，
（因為我要派到那台機器上的 slave 可能有好幾個，
  所以會有一個主要的 slave 去用 system("... %") 把其他的叫起來）

我曾經想過是不是沒有 flush() 的關係，
但是 flush() 的也沒用。
我也懷疑過是不是 fork() 導致導致兩個人搶同一個封包，
導致同步失敗，後來想一想根本不會，因為本來的程式碼用的是 system("... %")。

回頭再看看，問題真的很奇怪，
    fp = fopen(...) ;
    if (fp) {
        fread() // 這邊竟然就死了
    }

而且竟然只要等久一點，這邊就會過，
是不是我哪邊觀念有不對，或是忽略了什麼東西？
我想了兩天已經想破頭了，但是還是想不到原因。
有沒有人有類似的經驗，或是有任何建議，
任何建議都是受到歡迎的，因為我真的想不到啦 O_Q

如果我有哪邊描述的不夠清楚，也請告訴我。
謝謝。

我的 OS:
        2.6.9-67.ELsmp
        #1 SMP Wed Nov 7 13:56:44 EST 2007
        x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
Compiler:
        gcc version 3.4.6 20060404 (Red Hat 3.4.6-9)


PS.
大概有的人會問：你為什麼不把傳資料的部份改成用 socket？
1.  因為已經有很多既有的程式碼，傳送資料的部份太多了，
    同步化的程式碼被封裝起來，只需要改很少地方。
2.  交換的資料量大約是 100~200 MB，
    實際存取需要的時間大概是 1~2 秒，
    但是整個程式的執行時間超過十分鐘，
    所以修改這邊不符合效益。

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To iterate is human, to recurse, divine.
遞迴只應天上有, 凡人該當用迴圈.              　   L. Peter Deutsch

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※ yoco315:轉錄至看板 LinuxDev                                     04/13 14:27
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推 ledia:沒什麼概念.... 有沒有類似 sync(2) 的東西可用
推 sunneo:也許把開檔屬性改成共享或者用mutex包起來看看？
→ sunneo:可以觀察看看在fopen後  寫入前  會不會檔案已經出現了
推 richardhesid:你是用nfs共享檔案的吧。nfs的server端是在master上
→ richardhesid:還是在slave上？
→ yoco315:對對!!是nfs共享檔案!用來sync的檔案是在master上面
→ yoco315:也就是說slave要透過nfs去寫在master機器上面..
推 richardhesid:會不會是因為網路延遲的問題？
→ yoco315:有可能？我以為透過nfs寫檔案關檔都會動作做完才return
→ yoco315:我這方面不太懂 orz 不知道有沒有api可以force nfs sync的
推 richardhesid:不竟然吧，你用的是NFSv2還是NFSv3 ？
推 richardhesid:你在client中打開server上的文件是是否有使用O_SYNC
推 richardhesid:O_SYNC能夠保證server在wirte返回之前把所有數據都
→ richardhesid:寫到disk上。
→ richardhesid:可能你的master在讀檔案的時候，數據還在cache上
推 richardhesid:還不行的話，看看/usr/sbin/exportfs -v
→ richardhesid:是否有async，如果有把它改為sync
推 cobrasgo:不要用system吧，改用popen試試，我猜是system()造成的