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Linux文件锁flock

Linux-Mac   2009-07-18 16:06:13

在多个进程同时操作同一份文件的过程中,很容易导致文件中的数据混乱,需要锁操作来保证数据的完整性,这里介绍的针对文件的锁,称之为“文件锁”-flock。

 头文件:#include

 函数:定义函数 int flock(int fd,int operation);


具体使用:flock -n /tmp/.my.lock -c 'command to run'

 

1.阐述

flock,建议性锁,不具备强制性。一个进程使用flock将文件锁住,另一个进程可以直接操作正在被锁的文件,修改文件中的数据,原因在于flock只是用于检测文件是否被加锁,针对文件已经被加锁,另一个进程写入数据的情况,内核不会阻止这个进程的写入操作,也就是建议性锁的内核处理策略。

 

2.flock操作类型

(1)LOCK_SH 共享锁,多个进程可以使用同一把锁,常被用作读共享锁;

(2)LOCK_EX 排他锁,同时只允许一个进程使用,常被用作写锁;

(3)LOCK_UN 释放锁;

(4)LOCK_NB 无法建立锁定时,此操作可不被阻断,马上返回进程。通常与LOCK_SH或LOCK_EX 做OR(|)组合。


3.应用(供两种工作模式:阻塞与非阻塞类型。)

进程使用flock尝试锁文件时,如果文件已经被其他进程锁住,进程会被阻塞直到锁被释放掉,服务会阻塞等待直到锁被释放:

flock(lockfd,LOCK_EX)

在调用flock的时候,采用LOCK_NB参数,在尝试锁住该文件的时候,发现已经被其他服务锁住,会返回错误,errno错误码为EWOULDBLOCK


服务会返回错误发现文件已经被锁住时:

ret  = flock(lockfd,LOCK_EX|LOCK_NB)

return:ret = -1, errno = EWOULDBLOCK


4.flock所释放:

(1)调用LOCK_UN参数来释放文件锁

(2)关闭该文件的方式来释放文件锁(flock会随着进程的关闭而被自动释放掉) 


5.如果使用fork()创建一个子进程,子进程会复制父进程中的所有描述符,从而使得它们也会指向同一个文件锁。例如下面的代码会导致一个子进程删除一个父进程的锁:

    flock (fd, LOCK_EX);

    if (0 == fork ()) {

        flock (fd, LOCK_UN);

    }


所以,有时候可以利用这些语义来将一个文件锁从父进程传输到子进程:在fork()之后,父进程关闭其文件描述符,然后锁就只在子进程的控制之下了。通过fork()创建的锁在exec()中会得以保留(除非在文件描述符上设置了close-on-exec标记并且该文件描述符是最后一个引用底层的打开文件描述的描述符)。

如果程序中使用open()来获取第二个引用同一个文件的描述符,那么,flock()会将其视为不同的文件描述符。如下代码会在第二个flock()上阻塞。


    fd1 = open ("test.txt", O_RDWD);

    fd2 = open ("test.txt", O_RDWD);

    flock (fd1, LOCK_EX);

    flock (fd2, LOCK_EX);


5. flock()的限制

flock()放置的锁有如下限制

只能对整个文件进行加锁。这种粗粒度的加锁会限制协作进程间的并发。假如存在多个进程,其中各个进程都想同时访问同一个文件的不同部分。

通过flock()只能放置劝告式锁。

很多NFS实现不识别flock()放置的锁。


注释:在默认情况下,文件锁是劝告式的,这表示一个进程可以简单地忽略另一个进程在文件上放置的锁。要使得劝告式加锁模型能够正常工作,所有访问文件的进程都必须要配合,即在执行文件IO之前先放置一把锁。


6.使用flock检测进程是否已经存在

int checkexit(char* pfile){
     if (pfile == NULL)
          return -1;
 
     int lockfd = open(pfile,O_RDWR);//pfile 执行程序所在路径
     if (lockfd == -1)
          return -2;//打开文件出错
 
     int iret = flock(lockfd,LOCK_EX|LOCK_NB)
     if (iret == -1)
          return -3;//该进程已经存在
  
     return 0;
}





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