在Python中多次同时打开一个文件安全吗？

Question

我记得在一些低级语言中，如果在一个程序里多次打开同一个文件，可能会导致一个共享的指针位置。不过我在玩Python的时候，似乎没有遇到这个问题：

$ cat file.txt
first line!
second
third
fourth
and fifth

>>> f1 = open('file.txt')
>>> f2 = open('file.txt')
>>> f1.readline()
'first line!\n'
>>> f2.read()
'first line!\nsecond\nthird\nfourth\nand fifth\n'
>>> f1.readline()
'second\n'
>>> f2.read()
''
>>> f2.seek(0)
>>> f1.readline()
'third\n'

这种行为是安全的吗？我找不到相关的资料说这样做没问题，如果能确认这一点，对我来说会很有帮助。

我没有看到文件对象有位置这个属性，否则我会更有信心。虽然我知道位置可能是保存在迭代器内部，但我不太清楚在这种情况下，.tell()是怎么获取到这个位置的。

>>> dir(f1)
['__class__', '__delattr__', '__doc__', '__getattribute__', '__hash__',
 '__init__', '__iter__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
 '__setattr__', '__str__', 'close', 'closed', 'encoding', 'fileno', 'flush',
 'isatty', 'mode', 'name', 'newlines', 'next', 'read', 'readinto', 'readline',
 'readlines', 'seek', 'softspace', 'tell', 'truncate', 'write', 'writelines',
 'xreadlines']

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更新
在《Python基础参考》的第161页上提到：

同一个文件可以在同一个程序中（或者不同的程序中）多次打开。每次打开的文件都有自己的文件指针，可以独立操作。

所以看来这确实是安全的，行为是有定义的。

Answer 1

在现代操作系统中（比如1969年后的类UNIX系统，或者2000年后的Windows，虽然在那之前也有现代化的Windows，但我把Win2K算作第一个“现代”Windows），每个打开的文件实例（也叫文件描述符）都有自己的读取位置指针。Python的file类并没有什么神奇之处，它只是一个普通C语言文件句柄的包装，这个句柄本身又封装了操作系统的文件描述符，而file.tell()和file.seek()的实现实际上是调用了相应的C语言标准输入输出函数。（如果想了解更详细的内容，可以查看CPython的fileobject.c。）C语言库的行为和底层操作系统的行为可能会有差异，但在这个特定的情况下，这并不是问题。

如果你使用的是IronPython或Jython，它们会使用标准的.Net或Java文件对象作为底层实现，而这些又会使用标准的C语言库或操作系统实现。

所以你的做法是没问题的，除非你在某个非标准的操作系统上运行Python，而这个操作系统的输入输出行为很奇怪。

如果你在写入数据时没有及时刷新，可能会得到意想不到的结果；数据可能会在内存中停留一段时间，才会真正写入磁盘，并且对你在同一个文件上打开的其他文件描述符可用。正如abarnert在评论中指出的，这种情况本身就有问题，除非是非常简单的情况。