文件IO操作之文件锁fcntl()函数

2019-11-06 08:58:44

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供稿：网友

linux是多用户的操作系统，在实际的应用中不可避免的会出现多个用户（或是多个进程）共同使用、操作一个文件的情况，这时，linux通常采用的方法是给文件上锁，来避免共享的资源产生竞争的状态。

文件锁 — 建议性锁：要求每个上锁文件的进程都要检查是否有锁存在，并尊重已有的锁。 —-强制性锁：由内核执行的锁，当一个文件被上锁进行写入的时候，内核将阻止其他任何文件对其进行读写操作。采用强制性锁对性能影响很大，每次读写操作都必须检查是否有锁存在。

linux中实现上锁的函数lockf() — 施加建议性锁 fcntl() — 施加建议性锁，或是强制锁，或是对文件某一记录上锁（记录锁）

记录锁 —- 读取锁（共享锁）：能够使多个进程都能在文件的同一部分建立读取锁 —- 写入锁（排斥锁）：在任何时候只能有一个进程在文件的某个部分建立写入锁。在文件的同一部分不能同时建立读取锁和写入锁。

fcntl()函数：这里写图片描述 struct flock 结构体

struct flock{ short l_type; off_t l_start; short l_whence; off_t l_len; pid_t l_pid;}

这里写图片描述如果要加锁整个文件，通常的方法是将l_start 设置为0，l_whence 设置为SEEK_SET,l_len设置为0. 设置文件锁部分代码lock_set.c：每次设置前都要查询文件是否已被上锁

struct flock old_lock,lock; lock.l_whence = SEEK_SET; lock.l_start = 0; lock.l_len = 0; lock.l_type = type; lock.l_pid = -1; /*file is locked?*/ fcntl(fd,F_GETLK,&lock); if(lock.l_type != F_UNLCK) { /*why cannot lock the file?*/ if(lock.l_type == F_RDLCK)//have a rd lock { PRintf("Read lock already set by %d/n",lock.l_pid); } else if(lock.l_type == F_WRLCK)//have a wr lock { pritnf("write lock already set by %d/n",lock.l_pid); } } /*l_type may have been modified by F_GETLCK*/ lock.l_type = type; if(fcntl(fd,F_SETLKW,&lock)<0) { printf("Lock failed:type=%d/n",lock.l_type); return 1; }

上写入锁：

#include "lock_set.c"int main(){ int fd; /*open file*/ fd = open("hello",O_RDWR|O_CREAT,0644); if(fd<0) { printf("Open file error/n") exit(1); } /*lock the file*/ lock_set(fd, F_WRLCK); getchar(); /*release the file*/ lock_set(fd, F_UNLCK); getchar(); close(fd); exit(0);}

在两个终端中运行write_lock, 终端1： root@jwx-merit:/home/jwx/work/fileLock# ./write_lock Wrtie lock set by 4823

Release lock by 4823

终端2： root@jwx-merit:/home/jwx/work/fileLock# ./write_lock write lock already set by 4823 Wrtie lock set by 4959

Release lock by 4959 由此可见，同一时刻只能有一个写入锁存在。

上读取锁；

#include "lock_set.c"int main(){ int fd; /*open file*/ fd = open("hello",O_RDWR|O_CREAT,0644); if(fd<0) { printf("Open file error/n") exit(1); } /*lock the file*/ lock_set(fd, F_RDLCK); getchar(); /*release the file*/ lock_set(fd, F_UNLCK); getchar(); close(fd); exit(0);}

在两个终端运行读取锁，终端1： root@jwx-merit:/home/jwx/work/fileLock# ./read_lock Read lock set by 4965

Release lock by 4965 终端2： root@jwx-merit:/home/jwx/work/fileLock# ./read_lock Read lock set by 4968

Release lock by 4968 可见，读取锁可以同时被4965 和 4968 两个进程设置。

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