fuse中的read操作是并行的

上一篇说明了fuse的并行性，也就是同个回调函数是可以重入的。
这一篇主要是研究了fuse的read操作的并行性，说明fuse默认有可能为应用层的一个I/O请求提供并发性。

问题：
在前面的实验中，fuse中除了read操作外，所有函数都使用全局的CLIENT cl句柄来连接mds和osd（当然，与各个机器之间的CLIENT是独立），这样的好处是，客户端不必为每个i/o请求都创建一个CLIENT，以致服务器端或osd端的portmap（用于rpc程序端口的查询）过于繁忙。

如果read中也使用全局的CLIENT句柄，则会出现很奇怪的错误。
发现，这些错误其实都是由于fuse的read操作有并发造成的。

实验1：
在read操作中使用全局的CLIENT句柄，程序还插入了一些终端输出和中断（就是一处getchar()）便于调试
比如这样子：
static int dnfs_read(const char *path, char *buf, size_t size, off_t offset,
                    struct fuse_file_info *fi)
{
        printf("[dnfs_read]: %s, size = %u, offset = %ld\n", path, size, offset);
        static int flag = 0;

        flag++;
        printf(">>>>>>>>>>flag = %d<<<<<<<<<<<<<\n", flag);
        getchar();
        ......

}

1$ ./client  -d /mnt/dnfs/
2$ cd /mnt/dnfs &&　cp 1m ~/
1号终端启动了文件系统后台，2号终端进入文件系统dnfs的挂载点（根目录），再把该文件系统下的“1m“文件拷贝到用户home目录

下面是2$输出的log片段：

unique: 8, opcode: READ (15), nodeid: 3, insize: 80
READ[0] 16384 bytes from 0
[dnfs_read]: /77/1m, size = 16384, offset = 0
>>>>>>>>>>flag = 1, press any key here<<<<<<<<<<<<<   //插入的中断，这里全部拍回车，所以下面这一空行
 
co_read failed, flag = 1
192.168.0.70: RPC: Remote system error  //连接不上osd70，不过没关系，后面会重连的
destroy clo: 0x6490e0
return -5
   unique: 8, error: -5 (Input/output error), outsize: 16
unique: 9, opcode: READ (15), nodeid: 3, insize: 80
READ[0] 4096 bytes from 0
[dnfs_read]: /77/1m, size = 4096, offset = 0
>>>>>>>>>>flag = 2, press any key here<<<<<<<<<<<<<

return 4096
   READ[0] 4096 bytes
   unique: 9, error: 0 (Success), outsize: 4112       //这次OK了
unique: 10, opcode: READ (15), nodeid: 3, insize: 80
READ[0] 32768 bytes from 16384
[dnfs_read]: /77/1m, size = 32768, offset = 16384
>>>>>>>>>>flag = 3, press any key here<<<<<<<<<<<<<  //问题出现了，可以看到，这里并没有输入回车（或任何键），下一个请求（unique 11）就到了，显然这里出现了并发
unique: 11, opcode: READ (15), nodeid: 3, insize: 80
READ[0] 4096 bytes from 4096
[dnfs_read]: /77/1m, size = 4096, offset = 4096
>>>>>>>>>>flag = 4, press any key here<<<<<<<<<<<<< //这里输入的回车对应的是flag＝3，也就是unique 10的请求

co_read failed, flag = 4
192.168.0.70: RPC: Remote system error
destroy clo: 0x2aaaac009990
return -5
   unique: 10, error: -5 (Input/output error), outsize: 16 //unique 10请求到此返回。下面的回车对应的是unique 11号请求的中断

co_read 0 : res = 4096
return 4096
   READ[0] 4096 bytes
   unique: 11, error: 0 (Success), outsize: 4112

上面的例子说明了read中的并发。但这个例子是可以顺利通过的，只要不断的拍回车，最后的结果也是被验证是正确的。其实之所以是正确的，是因为在flag=2之后（也就是flag=3那里的输出）虽然并发产生了unique 10和11两个请求，但是由于我们设置了中断，所以unique11其实一直被拖到unique10执行完之后才真的的执行，也就是说unique10的执行并不妨碍到unique11的执行。

下面实验2把实验1中的中断（getchar()那行）去掉：

unique: 7, opcode: OPEN (14), nodeid: 3, insize: 48
OPEN[0] flags: 0x8000 /77/1m
unique: 8, opcode: READ (15), nodeid: 3, insize: 80
READ[0] 16384 bytes from 0
[dnfs_read]: /77/1m, size = 16384, offset = 0
>>>>>>>>>>flag = 1<<<<<<<<<<<<<
co_read failed, flag = 1
192.168.0.70: RPC: Remote system error
destroy clo: 0x6480e0
return -5
   unique: 8, error: -5 (Input/output error), outsize: 16
unique: 9, opcode: READ (15), nodeid: 3, insize: 80
READ[0] 4096 bytes from 0
[dnfs_read]: /77/1m, size = 4096, offset = 0
>>>>>>>>>>flag = 2<<<<<<<<<<<<<
co_read 0 : res = 4096
return 4096
   READ[0] 4096 bytes
   unique: 9, error: 0 (Success), outsize: 4112
unique: 10, opcode: READ (15), nodeid: 3, insize: 80
READ[0] 32768 bytes from 16384  //看到读32768字节的是unique10
[dnfs_read]: /77/1m, size = 32768, offset = 16384
>>>>>>>>>>flag = 3<<<<<<<<<<<<<           //同实验1中一样，这里产生了并发unique10和11
unique: 11, opcode: READ (15), nodeid: 3, insize: 80
READ[0] 4096 bytes from 4096    //要读4096字节的是unique11
[dnfs_read]: /77/1m, size = 4096, offset = 4096
>>>>>>>>>>flag = 4<<<<<<<<<<<<<
co_read 0 : res = 4096
return 4096               //注意，这里读返回的是4096，所以对应的是unique11请求
   READ[0] 4096 bytes      //返回值也是对的，读了（返回）4096
   unique: 10, error: 0 (Success), outsize: 4112 //但是却被当成unique10返回了！！！！！！
<cs_read>flag = 4: read from server failed : 192.168.0.2: RPC: Timed out     //接着这里出现了奇怪的flag = 4，不要以为这是unique11的输出（unique11已经在前面被当成unique10返回了），这里是unique10的输出

return -3
   unique: 11, error: -3 (No such process), outsize: 16//结果unique10的执行结果被当成unique11执行结果返回了！！！！！
unique: 12, opcode: FLUSH (25), nodeid: 3, insize: 64
FLUSH[0]
   unique: 12, error: -38 (Function not implemented), outsize: 16
unique: 13, opcode: RELEASE (18), nodeid: 3, insize: 64
RELEASE[0] flags: 0x8000
[dnfs_release]
   unique: 13, error: 0 (Success), outsize: 16


显然，这一次的结果是失败的。unique10和11并发产生，由于竞争的结果，unique11比unique10先从mds端得到返回结果，但却被fuse误以为这是unique10的返回值；同样，接下来当unique10返回时，结果也被当成unique11的结果了。

这样关于fuse的read为什么不能使用全局的CLIENT句柄，原因就很清楚了：由于fuse为上层的I/O请求产生了并发，如果使用一个全局的CLIENT句柄，则会产生竞争，致使结果错乱。


最后一点猜测：
前面的测试都是在一个客户端机器上只有一个进程在访问，如果有多个进程同时访问，比如写操作，这时fuse也会产生并发，那写操作如果使用全局的CLIENT句柄，那结果也很有可能是错的，跟上面的读操作类似。
这有待后面实验的验证。

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后面实验证明，如果在fuse中所有的fop操作共用一个CLIENT会造成问题的，如果这时客户端上同时运行多个进程，就会出现类似上面的数据混乱。
所有，结论是fuse中每一个fop操作都是可重入的，要确保资源共享与互斥。

正如上一篇fuse是并发处理I/O请求的最后所说的，如果要取消fuse的并发性，可以在启动fuse时加入-s参数。

原文链接：http://blog.chinaunix.net/u1/37472/showart_1106234.html