rubyでファイルに追記する際の挙動（追記しか行われない場合は排他制御なしでも大丈夫か？）

Question

##疑問

**１、**rubyでファイルに追記する際、「読み取り」＋「書き込み」が行われているのか、それとも「書き込み」のみが行われているのか？
**２、**もし「読み取り」＋「書き込み」が行われている場合、「読み取り」のタイミングはファイルをクローズする瞬間なのか？
**３、**もし「読み取り」が発生してない場合は追記する際コンピュータはどういう判断で書き込む場所を理解しているのか？（ファイルのサイズを見て最後の場所に入れ込む？）
**４、**一つのファイルに対して同時かつ大量に追記が起きる場合でも排他制御はいれなくてもよいのか？

##背景

rubyでファイルに追記する場合は「読み取り＋書き込み」が行われていると思い、以下の内容の実行ファイルを二つつくり排他制御有り無しでいろいろ実験してみました。

File.open('/home/vagrant/tekitou/zikkenyou', 'a')do |f|
  f.flock(File::LOCK_EX)　#占有ロック（排他制御）
  a = gets
  f.write(a)
end

（画像はただの実験の様子）

排他制御ありだと待ち状態は発生しましたが、何を試しても古い状態に対してアップデートを行うという問題（用語を忘れました）は起きなかったです。

つまり書き込む瞬間に書き込むべき最後の行をコンピュータが理解しているのだろうと思いましたが確証はまったくもてずにいます。

Answer 1

OS依存の可能性がありますが、Unix/Linuxだとシステムコールのファイルオープンに追加書きモードがあります。
その場合は、毎回の書き込みシステムコールでは実際の書き込みの前に、書き込み位置がその時点のファイル末尾に位置付けられます。
位置づけし直しと書き込みはアトミックに行われると言う事なので、追加書きをしている限りに置いては、排他制御は不要に思えます。

参考：man 2 write