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Python 如何安全地追加写入文件(多进程并发追加)

冰川箭仙

冰川箭仙

发布时间:2026-01-16 22:52:08

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来源于php中文网

原创

安全多进程追加写入文件需避免错乱,首选portalocker加锁或logging模块;次选消息队列中转;禁用直接open('a'),务必flush()和fsync()。

python 如何安全地追加写入文件(多进程并发追加)

Python 中安全地多进程并发追加写入同一文件,核心难点在于避免内容错乱、覆盖或丢失。直接用 open(..., 'a') 在多个进程中调用看似可行,但实际存在风险:虽然操作系统O_APPEND 有原子性保证(写入位置自动定位到末尾),但 Python 的 print().write() + .flush() 组合在多进程下仍可能因缓冲、编码、换行符处理等导致交错(尤其当写入内容较短且频繁时)。真正安全的方案需兼顾原子性、隔离性和可维护性。

优先使用进程间互斥(文件锁)

在追加写入前对文件加独占锁,确保每次只有一个进程执行写操作。推荐使用标准库 msvcrt(Windows)或 flock(Unix/Linux/macOS),但跨平台更稳妥的是 portalocker(需安装:pip install portalocker):

  • 每个进程打开文件后立即加锁(阻塞或超时),写入完成再解锁并关闭
  • 避免长时间持有锁;只锁写入关键段,不锁整个文件生命周期
  • 示例代码片段:
    import portalocker
    with open('log.txt', 'a') as f:
        portalocker.lock(f, portalocker.LOCK_EX)
        f.write(f'[{os.getpid()}] data\n')
        f.flush()  # 确保写入磁盘
        portalocker.unlock(f)  # 显式解锁(或依赖 with 自动释放)
    

改用日志模块(推荐生产环境)

Python logging 模块配合 RotatingFileHandlerTimedRotatingFileHandler,默认支持多进程安全追加(底层通过序列化写入或独立子进程处理)。关键配置:

  • 设置 handlers = [logging.FileHandler('app.log', mode='a')]
  • 启用 logging.basicConfig(..., handlers=handlers)
  • 若需更高可靠性,搭配 ConcurrentLogHandler(第三方,基于文件锁封装)
  • 优势:自动处理编码、换行、缓冲、轮转,无需手动锁管理

避免直接共享文件:改用消息队列中转

彻底规避文件竞争——各进程将待写内容发往本地队列(如 multiprocessing.Queue),由单个专用写入进程统一消费并顺序追加:

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  • 主进程创建 Queue 和写入子进程,子进程循环 get() 并写入文件
  • 其他工作进程调用 queue.put(line) 即可,无锁、无冲突
  • 适合高吞吐场景;额外开销小,逻辑清晰,易于扩展(如后续接入 Kafka 或 Redis)

不推荐但可临时用:原子写入 + 重命名(仅限小量追加)

每个进程生成唯一临时文件(如含 PID 和时间戳),写入后原子重命名为目标文件(仅适用于“全量替换”而非真追加)。若硬要模拟追加,可先读原文件、拼接、再原子写入新文件并替换——但该方式在大文件下低效且非真正并发安全,仅作了解。

不复杂但容易忽略:无论选哪种方式,务必确保写入后调用 .flush(),必要时加 os.fsync() 强制落盘,防止系统缓存导致数据丢失。

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